ITk strip sensor QC

-- Shigeki Hirose - 2020-11-12

Strip sensor QCについて

QCは、全センサーに対して行うことが要求されている。測定項目は以下。

• Human visual inspection
  • すべての手順の前に、まず人間の目でセンサーをチェックする。
• Machine visual capture and inspection
  • 自動ステージにセンサーを載せ、カメラで撮影して外観の状態を保存する。
• IV & CV measurement
  • 温度21 +/- 2 degC、湿度20%以下の環境で、バイアス電圧-500 VまでのIVとCVを測定する。
• Metrology
  • Non-contact CMM (非接触三次元測定器)を使って高さとたわみと測定する。
• Full strip test（全サンプルの5%）
  • ストリップごとに、バイアス電圧をかけた時の電流とキャパシタを測定する。（それぞれDC測定、AC測定と呼んでいる）
• Leakage current stability (KEK-HPKではやらない)

• セグメント番号・ストリップ番号について
  • 最終データシート（測定結果のまとめとIVデータが載っている.txt）はすべてATLAS定義と同じ。
  • セグメント番号は、DC測定の生データ（.csv）は全部逆、AC測定はキャパシタンスデータになってるものは逆、電流データのものは正しい
  • ストリップ番号は、AC測定の生データは1番目のストリップがATLAS定義の0に対応。DC測定の生データは1番目のストリップがATLAS定義の1に対応（ATLAS定義は、field-shaping stripsを含めて0から1281を振っている）
• AC測定について
  • VPX32415、VPX32418とVPX32411の1枚（20USBSL0000034）は電流データ、そのほかはLCRメーターによる静電容量データ。
    • 電流データ：測定方法は中村さんの2020/5/28 ATLAS-J-ITkでのスライドを参照。順電圧+30 Vをかけてセンサー内を導通させているので、結合容量が見えている。電圧をかけてからt秒後の電流値が結合容量に比例することを利用している（tがバラバラなので、バッチ間での比較はできない）。
    • 静電容量データ：-逆バイアス100 Vをかけた時のLCRメーターでストリップ-バックプレーンの間の静電容量を測っている。
• DC測定について
  • 測定方法は中村さんの2020/5/28 ATLAS-J-ITkでのスライドを参照。逆バイアス30 Vで表面を空乏化させた上で、隣接ストリップとの電位差1 VでRintを測っている。

データのアップロード

ここにまとめました。→ http://atlaspc5.kek.jp/elog/ATLAS+strip/25

参考資料

• ATLAS-J-ITk
  • K. Nakamura on 1st April (プリプロダクションまとめとQC状況)
  • K. Saito on 21st May (DCAC測定について)
  • K. Nakamura on 28th May (DCAC測定について)
  • K. Saito on 8th October (たわみ測定の改善とQA-TC、QA-CCEの状況)
  • S. Hirose on 22nd October (QCQAのスケジュール)
• Draft of QC document KEK-HPK
• Data structures for ITk Strip detector QC tests (DB用データフォーマットの定義)
• Sensor Quality Control Specification (Sensor QCの要求など)

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