ADC カウント - 京都大学高エネルギー物理学研究室

最新の測定結果(1)
京都大学高エネルギー研究室修士2年
田口誠
新型MPPC T2K-11-100/050C
写真は、T2K-11-100C No.1
• 今月の初めに受け取った最新
のMPPCパッケージサンプル
• 50μm,100μmピッチ
それぞれ、×10個
• 測定項目
- ゲイン、ノイズレートのばらつき
- 1ピクセル内の有効面積
- PDE、クロストーク(次の発表）
ゲイン測定
MPPCゲイン=1ピクセル
が放電した時に放出す
る電荷量
2p.e
1p.e
3p.e
LEDの光を当てた
ときのADC分布
0p.e
0p.eと1p.eのadc カウン
トの差からゲインを計算
adc カウント
ノイズレート測定
• MPPCは光を当てていない状態でも、熱によるピクセルの
放電が起こっている (1p.eパルスが典型的）
• 測定は光を当てていない状態で、信号に対して
0.5p.e, 1.5p.e でスレッショルドをかけ、そのカウントレートをとった
イベント数
104
イ
1.5p.e
# event
0.5p.e
3
10
ベ
ン
ト2
10
数
10
0p.e
1p.e
2p.e
ADC カウント
100ピクセルゲイン(20℃)
•V=70.4Vで
2.5×106～
3.6×106
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
100ピクセル 0.5p.e.th ノイズレート
(20℃)
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
•V=70.4Vで
200kHz～640kHz
100ピクセルノイズレート vs ΔV(20℃)
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
•ノイズレートの
ばらつきはブレイク
ダウン電圧のばら
つきに起因してい
る
400ピクセルゲイン(20℃)
•V=70.4Vで
9.0×105～
1.3×106
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
400ピクセル 0.5p.e.th ノイズレート
(20℃)
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
•V=70.4Vで
140kHz～
420kHz
400ピクセルノイズレート vs
ΔV(20℃)
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
•ノイズレートの
ばらつきはブレイク
ダウン電圧のばら
つきに起因してい
る
ブレイクダウン電圧のばらつき
100ピクセル
number Vbd
1
69.3
2
68.6
3
68.7
5
69.0
7
68.4
8
68.7
9
10
68.4
68.7
400ピクセル
number
1
Vbd
68.5
2
3
4
68.4
68.6
68.3
5
6
7
68.3
68.8
68.8
8
9
10
68.2
69.1
68.1
100、400共に約1Vばらついている
4
68.8
改善したい
6
68.6
100pixel
new
old
100ピクセル geometrical efficiency
•geometrical
efficiency=64%
80μm
前のサンプルは
46%
efficiency=
0.5p.e.以上のevent
/ total event
100μm
(光量に依存する)
400pixel
new
old
400ピクセル geometrical efficiency
•geometrical
efficiency=55%
37μm
50μm
前のサンプルも
55%
まとめ
• ブレイクダウン電圧のばらつき～1V
同じウェーハーからとったもの？
もっと大量生産した場合のばらつきは？
• 100μmピッチの有効面積が前回のサンプル
と比べて大きくなっていた

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