Pixelový detektor vyvinutý v SOI CMOS technologii

Abstract

Tato práce představuje vývoj speciální třídy MAPS senzoru, který je vyroben v SOI CMOS technologii. Cílovou aplikací senzoru je radiační zobrazování. Hluboká submikronová technologie SOI CMOS se již dlouho používá v mnoha speciálních aplikacích, jako jsou radiačně odolné nebo vysokonapěťové integrované obvody. Tato disertační práce se zabývá vývojem pixelového detektoru s front-end elektronikou v hluboké submikronové technologii SOI CMOS. Vyvinutý pixelový detektor je navržen v komerční technologii 180 nm SOI CMOS se specifickým procesem. Tato studie přináší řešení pro vytvoření prototypu pixelového detektoru se dvěma různými velikostmi pixelů. Velikost prvního pixelu je 50 µm a druhého je 100 µm. Oba typy pixelů mají identický front-end. V probíhajících prototypech mají pixelové detektory navržené v technologii 180 nm SOI CMOS integrován jeden typ velikosti pixelu. Testovací struktury jsou navrženy v různých submikrometrových CMOS technologiích jako 180 nm SOI, 180 nm, 150 nm a 65 nm. Prototypy návrhu integrovaných obvodů zahrnují testovací struktury pro měření radiační odolnosti, která je důležitým kritériem pixelových detektorů.

This work presents development of special class of the Monolithic Active Pixel Sensors(MAPS) sensor which is fabricated in Silicon On Insulator (SOI) CMOS technology. Target application of the sensor is radiation imaging. The deep submicron SOI CMOS tech-nology has long been used in many special applications, such as radiation-hardened or high-voltage integrated circuits. This disertation thesis deals with the development of a pixel detector with front-endelectronics in the deep submicron SOI CMOS technology. The proposed pixel detectoris designed and in the 180 nm SOI CMOS commercial technology with the specific process. This study brings the solution to create the prototype of a pixel detector with twodifferent pixel sizes. The first pixel size is 50 μm and the second is 100 μm. Both pixeltypes have identical front-end. In the ongoing prototypes, pixel detectors designed in 180nm SOI CMOS technology have one type of sensor size integrated. The test structures aredesigned in various sub-microns CMOS technologies as the 180 nm SOI, 180 nm, 150 nm and 65 nm. The prototypes of the integrated circuits design includes test structures for measurement of radiation hardness which is an important criterium of the pixel detectors.