P-Type Silicon Strip Sensors for the new CMS Tracker at HL-LHC

Journal Article · Tue Jun 27 00:00:00 EDT 2017 · Journal of Instrumentation

DOI:https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/06/P06018· OSTI ID:1398386

Adam, W.; Bergauer, T.; Brondolin, E.; Dragicevic, M.; Friedl, M.; Frühwirth, R.; Hoch, M.; Hrubec, J.; König, A.; Steininger, H.; Waltenberger, W.; Alderweireldt, S.; Beaumont, W.; Janssen, X.; Lauwers, J.; Mechelen, P. Van; Remortel, N. Van; Spilbeeck, A. Van; Beghin, D.; Brun, H. ; Clerbaux, B.; Delannoy, H.; Lentdecker, G. De; Fasanella, G.; Favart, L.; Goldouzian, R.; Grebenyuk, A.; Karapostoli, G.; Lenzi, Th.; Léonard, A.; Luetic, J.; Postiau, N.; Seva, T.; Vanlaer, P.; Vannerom, D.; Wang, Q.; Zhang, F.; Zeid, S. Abu; Blekman, F.; Bruyn, I. De; Clercq, J. De; D'Hondt, J.; Deroover, K.; Lowette, S.; Moortgat, S.; Moreels, L.; Python, Q.; Skovpen, K.; Mulders, P. Van; Parijs, I. Van; Bakhshiansohi, H.; Bondu, O.; Brochet, S.; Bruno, G.; Caudron, A.; Delaere, C.; Delcourt, M.; Visscher, S. De; Francois, B.; Giammanco, A.; Jafari, A.; Komm, M.; Krintiras, G.; Lemaitre, V.; Magitteri, A.; Mertens, A.; Michotte, D.; Musich, M.; Piotrzkowski, K.; Quertenmont, L.; Szilasi, N.; Marono, M. Vidal; Wertz, S.; Beliy, N.; Caebergs, T.; Daubie, E.; Hammad, G. H.; Härkönen, J.; Lampén, T.; Luukka, P.; Peltola, T.; Tuominen, E.; Tuovinen, E.; Eerola, P.; Tuuva, T.; Baulieu, G.; Boudoul, G.; Caponetto, L.; Combaret, C.; Contardo, D.; Dupasquier, T.; Gallbit, G.; Lumb, N.; Mirabito, L.; Perries, S.; Donckt, M. Vander; Viret, S.; Agram, J. -L.; Andrea, J.; Bloch, D.; Bonnin, C.; Brom, J. -M.; Chabert, E.; Chanon, N.; Charles, L.; Conte, E.; Fontaine, J. -Ch.; Gross, L.; Hosselet, J.; Jansova, M.; Tromson, D.; Autermann, C.; Feld, L.; Karpinski, W.; Kiesel, K. M.; Klein, K.; Lipinski, M.; Ostapchuk, A.; Pierschel, G.; Preuten, M.; Rauch, M.; Schael, S.; Schomakers, C.; Schulz, J.; Schwering, G.; Wlochal, M.; Zhukov, V.; Pistone, C.; Fluegge, G.; Kuensken, A.; Pooth, O.; Stahl, A.; Aldaya, M.; Asawatangtrakuldee, C.; Beernaert, K.; Bertsche, D.; Contreras-Campana, C.; Eckerlin, G.; Eckstein, D.; Eichhorn, T.; Gallo, E.; Garcia, J. Garay; Hansen, K.; Haranko, M.; Harb, A.; Hauk, J.; Keaveney, J.; Kalogeropoulos, A.; Kleinwort, C.; Lohmann, W.; Mankel, R.; Maser, H.; Mittag, G.; Muhl, C.; Mussgiller, A.; Pitzl, D.; Reichelt, O.; Savitskyi, M.; Schuetze, P.; Walsh, R.; Zuber, A.; Biskop, H.; Buhmann, P.; Centis-Vignali, M.; Garutti, E.; Haller, J.; Hoffmann, M.; Lapsien, T.; Matysek, M.; Perieanu, A.; Scharf, Ch.; Schleper, P.; Schmidt, A.; Schwandt, J.; Sonneveld, J.; Steinbrück, G.; Vormwald, B.; Wellhausen, J.; Abbas, M.; Amstutz, C.; Barvich, T.; Barth, Ch.; Boegelspacher, F.; Boer, W. De; Butz, E.; Caselle, M.; Colombo, F.; Dierlamm, A.; Freund, B.; Hartmann, F.; Heindl, S.; Husemann, U.; Kornmayer, A.; Kudella, S.; Muller, Th.; Simonis, H. J.; Steck, P.; Weber, M.; Weiler, Th.; Anagnostou, G.; Asenov, P.; Assiouras, P.; Daskalakis, G.; Kyriakis, A.; Loukas, D.; Paspalaki, L.; Siklér, F.; Veszprémi, V.; Bhardwaj, A.; Dalal, R.; Jain, G.; Ranjan, K.; Bakhshiansohl, H.; Behnamian, H.; Khakzad, M.; Naseri, M.; Cariola, P.; Creanza, D.; Palma, M. De; Robertis, G. De; Fiore, L.; Franco, M.; Loddo, F.; Silvestris, L.; Maggi, G.; Martiradonna, S.; My, S.; Selvaggi, G.; Albergo, S.; Cappello, G.; Chiorboli, M.; Costa, S.; Mattia, A. Di; Giordano, F.; Potenza, R.; Saizu, M. A.; Tricomi, A.; Tuve, C.; Barbagli, G.; Brianzi, M.; Ciaranfi, R.; Ciulli, V.; Civinini, C.; D'Alessandro, R.; Focardi, E.; Latino, G.; Lenzi, P.; Meschini, M.; Paoletti, S.; Russo, L.; Scarlini, E.; Sguazzoni, G.; Strom, D.; Viliani, L.; Ferro, F.; Vetere, M. Lo; Robutti, E.; Dinardo, M. E.; Fiorendi, S.; Gennai, S.; Malvezzi, S.; Manzoni, R. A.; Menasce, D.; Moroni, L.; Pedrini, D.; Azzi, P.; Bacchetta, N.; Bisello, D.; Dall'Osso, M.; Pozzobon, N.; Tosi, M.; Canio, F. De; Gaioni, L.; Manghisoni, M.; Nodari, B.; Riceputi, E.; Re, V.; Traversi, G.; Comotti, D.; Ratti, L.; Solestizi, L. Alunni; Biasini, M.; Bilei, G. M.; Cecchi, C.; Checcucci, B.; Ciangottini, D.; Fanò, L.; Gentsos, C.; Ionica, M.; Leonardi, R.; Manoni, E.; Mantovani, G.; Marconi, S.; Mariani, V.; Menichelli, M.; Modak, A.; Morozzi, A.; Moscatelli, F.; Passeri, D.; Placidi, P.; Postolache, V.; Rossi, A.; Saha, A.; Santocchia, A.; Storchi, L.; Spiga, D.; Androsov, K.; Azzurri, P.; Arezzini, S.; Bagliesi, G.; Basti, A.; Boccali, T.; Borrello, L.; Bosi, F.; Castaldi, R.; Ciampa, A.; Ciocci, M. A.; Dell'Orso, R.; Donato, S.; Fedi, G.; Giassi, A.; Grippo, M. T.; Ligabue, F.; Lomtadze, T.; Magazzu, G.; Martini, L.; Mazzoni, E.; Messineo, A.; Moggi, A.; Morsani, F.; Palla, F.; Palmonari, F.; Raffaelli, F.; Rizzi, A.; Savoy-Navarro, A.; Spagnolo, P.; Tenchini, R.; Tonelli, G.; Venturi, A.; Verdini, P. G.; Bellan, R.; Costa, M.; Covarelli, R.; Rolo, M. Da Rocha; Demaria, N.; Rivetti, A.; Dellacasa, G.; Mazza, G.; Migliore, E.; Monteil, E.; Pacher, L.; Ravera, F.; Solano, A.; Fernandez, M.; Gomez, G.; Echeverria, R. Jaramillo; Moya, D.; Sanchez, F. J. Gonzalez; Vila, I.; Virto, A. L.; Abbaneo, D.; Ahmed, I.; Albert, E.; Auzinger, G.; Berruti, G.; Bianchi, G.; Blanchot, G.; Bonnaud, J.; Caratelli, A.; Ceresa, D.; Christiansen, J.; Cichy, K.; Daguin, J.; D'Auria, A.; Detraz, S.; Deyrail, D.; Dondelewski, O.; Faccio, F.; Frank, N.; Gadek, T.; Gill, K.; Honma, A.; Hugo, G.; Casas, L. M. Jara; Kaplon, J.; Kornmayer, A.; Kottelat, L.; Kovacs, M.; Krammer, M.; Lenoir, P.; Mannelli, M.; Marchioro, A.; Marconi, S.; Mersi, S.; Martina, S.; Michelis, S.; Moll, M.; Onnela, A.; Orfanelli, S.; Pavis, S.; Peisert, A.; Pernot, J. -F.; Petagna, P.; Petrucciani, G.; Postema, H.; Rose, P.; Tropea, P.; Troska, J.; Tsirou, A.; Vasey, F.; Vichoudis, P.; Verlaat, B.; Zwalinski, L.; Bachmair, F.; Becker, R.; di Calafiori, D.; Casal, B.; Berger, P.; Djambazov, L.; Donega, M.; Grab, C.; Hits, D.; Hoss, J.; Kasieczka, G.; Lustermann, W.; Mangano, B.; Marionneau, M.; Arbol, P. Martinez Ruiz del; Masciovecchio, M.; Meinhard, M.; Perozzi, L.; Roeser, U.; Starodumov, A.; Tavolaro, V.; Wallny, R.; Zhu, D.; Amsler, C.; Bösiger, K.; Caminada, L.; Canelli, F.; Chiochia, V.; de Cosa, A.; Galloni, C.; Hreus, T.; Kilminster, B.; Lange, C.; Maier, R.; Ngadiuba, J.; Pinna, D.; Robmann, P.; Taroni, S.; Yang, Y.; Bertl, W.; Deiters, K.; Erdmann, W.; Horisberger, R.; Kaestli, H. -C.; Kotlinski, D.; Langenegger, U.; Meier, B.; Rohe, T.; Streuli, S.; Cussans, D.; Flacher, H.; Goldstein, J.; Grimes, M.; Jacob, J.; Nasr-Storey, S. Seif El; Cole, J.; Hoad, C.; Hobson, P.; Morton, A.; Reid, I. D.; Auzinger, G.; Bainbridge, R.; Dauncey, P.; Hall, G.; James, T.; Magnan, A. -M.; Pesaresi, M.; Raymond, D. M.; Uchida, K.; Garabedian, A.; Heintz, U.; Narain, M.; Nelson, J.; Sagir, S.; Speer, T.; Swanson, J.; Tersegno, D.; Watson-Daniels, J.; Chertok, M.; Conway, J.; Conway, R.; Flores, C.; Lander, R.; Pellett, D.; Ricci-Tam, F.; Squires, M.; Thomson, J.; Yohay, R.; Burt, K.; Ellison, J.; Hanson, G.; Olmedo, M.; Si, W.; Yates, B. R.; Gerosa, R.; Sharma, V.; Vartak, A.; Yagil, A.; Porta, G. Zevi Della; Dutta, V.; Gouskos, L.; Incandela, J.; Kyre, S.; Mullin, S.; Patterson, A.; Qu, H.; White, D.; Dominguez, A.; Bartek, R.; Cumalat, J. P.; Ford, W. T.; Jensen, F.; Johnson, A.; Krohn, M.; Leontsinis, S.; Mulholland, T.; Stenson, K.; Wagner, S. R.; Apresyan, A.; Bolla, G.; Burkett, K.; Butler, J. N.; Canepa, A.; Cheung, H. W. K.; Chramowicz, J.; Christian, D.; Cooper, W. E.; Deptuch, G.; Derylo, G.; Gingu, C.; Grünendahl, S.; Hasegawa, S.; Hoff, J.; Howell, J.; Hrycyk, M.; Jindariani, S.; Johnson, M.; Kahlid, F.; Lei, C. M.; Lipton, R.; Sá, R. Lopes De; Liu, T.; Los, S.; Matulik, M.; Merkel, P.; Nahn, S.; Prosser, A.; Rivera, R.; Schneider, B.; Sellberg, G.; Shenai, A.; Spiegel, L.; Tran, N.; Uplegger, L.; Voirin, E.; Berry, D. R.; Chen, X.; Ennesser, L.; Evdokimov, A.; Evdokimov, O.; Gerber, C. E.; Hofman, D. J.; Makauda, S.; Mills, C.; Gonzalez, I. D. Sandoval; Alimena, J.; Antonelli, L. J.; Francis, B.; Hart, A.; Hill, C. S.; Parashar, N.; Stupak, J.; Bortoletto, D.; Bubna, M.; Hinton, N.; Jones, M.; Miller, D. H.; Shi, X.; Tan, P.; Baringer, P.; Bean, A.; Khalil, S.; Kropivnitskaya, A.; Majumder, D.; Wilson, G.; Ivanov, A.; Mendis, R.; Mitchell, T.; Skhirtladze, N.; Taylor, R.; Anderson, I.; Fehling, D.; Gritsan, A.; Maksimovic, P.; Martin, C.; Nash, K.; Osherson, M.; Swartz, M.; Xiao, M.; Bloom, K.; Claes, D. R.; Fangmeier, C.; Suarez, R. Gonzalez; Monroy, J.; Siado, J.; Hahn, K.; Sevova, S.; Sung, K.; Trovato, M.; Bartz, E.; Gershtein, Y.; Halkiadakis, E.; Kyriacou, S.; Lath, A.; Nash, K.; Osherson, M.; Schnetzer, S.; Stone, R.; Walker, M.; Malik, S.; Norberg, S.; Vargas, J. E. Ramirez; Alyari, M.; Dolen, J.; Godshalk, A.; Harrington, C.; Iashvili, I.; Kharchilava, A.; Nguyen, D.; Parker, A.; Rappoccio, S.; Roozbahani, B.; Alexander, J.; Chaves, J.; Chu, J.; Dittmer, S.; McDermott, K.; Mirman, N.; Rinkevicius, A.; Ryd, A.; Salvati, E.; Skinnari, L.; Soffi, L.; Tao, Z.; Thom, J.; Tucker, J.; Zientek, M.; Akgün, B.; Ecklund, K. M.; Kilpatrick, M.; Nussbaum, T.; Zabel, J.; Betchart, B.; Covarelli, R.; Demina, R.; Hindrichs, O.; Petrillo, G.; Eusebi, R.; Osipenkov, I.; Perloff, A.; Ulmer, K. A.

The upgrade of the LHC to the High-Luminosity LHC (HL-LHC) is expected to increase the LHC design luminosity by an order of magnitude. This will require silicon tracking detectors with a significantly higher radiation hardness. The CMS Tracker Collaboration has conducted an irradiation and measurement campaign to identify suitable silicon sensor materials and strip designs for the future outer tracker at the CMS experiment. Based on these results, the collaboration has chosen to use n-in-p type silicon sensors and focus further investigations on the optimization of that sensor type. Furthermore, this paper describes the main measurement results and conclusions that motivated this decision.

• Research Organization: Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Contributing Organization: CMS Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-07CH11359
• OSTI ID: 1398386
• Report Number(s): FERMILAB-PUB-17-419-CMS; 1608556
• Journal Information: Journal of Instrumentation, Vol. 12, Issue 06; ISSN 1748-0221
• Publisher: Institute of Physics (IOP)
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY
Particle tracking detectors (Solid-state detectors)
Radiation-hard detectors
Detector modelling and simulations II (electric fields
charge transport
multiplication and induction
pulse formation
electron emission
etc)