C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 1

Production of 8x8 SiPM matrices

C.Piemonte, M. Melchiorri, A. Piazza,

A. Tarolli, N. Zorzi

FBK – Fondazione Bruno Kessler, Trento, Italy

piemonte@fbk.eu

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 2

Production: September – December 2008

12 wafers 5 with standard process

7 with different oxide thickness

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 3

layout

1.3cm

1.3c

m

• 8x8 array • 1.5mm element pitch• read-out on one side

Our largest areamonolithic array.

A B C

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 4

A B C

Lettura su 1 lato

Gap per linee metal: 200um

Lettura su 1 lato

Gap per linee metal: 300um

Lettura su 2 lati

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 5

Misure

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

0 5 10 15 20 25 30 35

I [A

]

Vrev [V]

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

I [A

]

Vrev [V]

IV automatiche su tuttigli elementi degli array.

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 6

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

0 5 10 15 20 25 30 35

I [A

]

Vrev [V]

M8x8 B1PET_Pisa - W10

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

0 5 10 15 20 25 30 35

I [A

]

Vrev [V]

Risultati

5 con standard process.Esempio IV matrice

7 con diverso ossido.Esempio IV matrice

OK Corrente post BD elevata

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 7

Risultati

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

0 5 10 15 20 25 30 35 40

no defect

1 defective pixel (13V)

I22

I11

Su tutte le fette il difetto piu’ comune e’:

working SiPM.The current canbe roughly modeled as I=q*DC*G

SiPM with 1 defective cell.The current can be modeled as I=(V-Vbd)/Rq

Vbd

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 8

DaSiPM2 Arrays, IV

27.027.528.028.529.029.530.030.531.031.532.032.533.0

32.5-33.032.0-32.531.5-32.031.0-31.530.5-31.030.0-30.529.5-30.029.0-29.5

Mappa delle tensioni di breakdown

Rosso=dispositivi a BD basso

8 array totalmente funzionanti

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 9

Altro esempiocon resa piu’ bassa

0 array totalmente funzionanti

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia 10

Tra le 5 fette a corrente migliore abbiamo estratto:

32           matrici con tutti elementi funzionanti22           con 1 elemento non funzionante8             con 2 elementi non funzionanti

Conclusioni

C. Piemonte meeting DaSiPM2 - Perugia

Connessione 3D

Deep RIE finalmente OK.

Iniziato R&D:

• Disegnato maschera per realizzare i fori;• Pensato a possibili strategie per la connessione all’interno del foro.

Il secondo punto non e’ banale!!