17–19 Oct 2022
Bari, Villa Romanazzi Carducci
Europe/Rome timezone

Innovations in the design of thin silicon sensors for extreme fluences

Not scheduled
30m
Bari, Villa Romanazzi Carducci

Bari, Villa Romanazzi Carducci

Hotel Mercure Villa Romanazzi Carducci, 326 Via Giuseppe Capruzzi, Bari (BA), Italy. Zip code: 70124

Speakers

Arianna Morozzi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Valentina Sola (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)

Description

State-of-the-art silicon sensors are able to operate efficiently up to fluences of 1E16/cm$^2$. Future frontier accelerators envisage the use of tracking detectors in environments with fluences exceeding 1E17/cm$^2$.
The possible solution to overcome the present limit in radiation tolerance is to exploit the recently observed saturation of radiation damage effects on silicon, together with the usage of thin substrates, intrinsically less affected by radiation. To cope with the small signal coming from thin sensors, the Low-Gain Avalanche Diode (LGAD) design with internal multiplication of the charge carriers represents the ideal framework.
An innovative design of the LGAD gain implant will be presented based on an acceptor-donor compensation of the dopant atoms to preserve internal gain above 1E16/cm$^2$ and possibly up to 1E17/cm$^2$.
The goal is to pave the way for a new sensor design that can efficiently perform precise tracking and timing measurements up to 1E17/cm$^2$ and beyond.

Primary authors

Arianna Morozzi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Valentina Sola (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Roberta Arcidiacono (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Patrick Asenov (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Giacomo Borghi (Fondazione Bruno Kessler - TIFPA) Maurizio Boscardin (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Nicolo' Cartiglia (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Matteo Centis Vignali (CERN) Marco Costa (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Tommaso Croci (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Marco Ferrero (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Simona Giordanengo (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Leonardo Lanteri Luca Menzio (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Vincenzo Monaco (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Francesco Moscatelli (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Roberto Mulargia (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Daniele Passeri (University and INFN Perugia) Nadia Pastrone (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Giovanni Paternoster (Fondazione Bruno Kessler) Federico Siviero (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Amedeo Staiano (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Marta Tornago

Presentation materials