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)

プレプロダクション・プロダクションのデータはすべてKEKにあるストレージに保存され、atlaspc7からアクセスできる。プレプロダクション中、測定方法が時々変わっていたり、セグメントやストリップ番号のつけ方がずれていたりするので注意が必要。

• 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。

センサーのセグメント番号、ストリップ番号

ここを参照。

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)
• ITk strip sensor PRR: Japan QC report
• KEK/Tsukuba QC site qualification document
• 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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