CMS pixel module passivation by Atomic Layer Deposition (ALD) grown alumina

Päivitetyssä CMS detektorissa korkeampi luminositeetti aiheuttaa suuremman hiukkasmäärän pinta-alaa kohden, joten myös pikseli-ilmaisimissa yksittäisten pikselien koko pienenee. Tämä tarkoittaa sitä, että myös sensorin ja ROCin välisten liitosnystyjen koko pienenee ja siten myös niiden välinen etäisyys pienenee. Tällöin sähköisen kipinöinnin todennäköisyys kasvaa, mikä voi tuhota sensorin, ROCin tai molemmat. Jaakko Härkönen on ehdottanut moduulien passivointia alumiinioksidilla kipinnöinnin ehkäisemiseksi. Tämä työ tutkii lankaliitosten lujuutta pinnoilla, joille on kasvatettu alumiinioksidikerros. Lisäksi työssä on etsitty bondauslaitteelle optimaalisia parametreja. Lankaliiitoksia kokeiltiin metallikontakeille, joilla oli eripaksuisia alumiinioksidikerroksia: 0 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm ja 25 nm. Liitosten lujuutta testattiin vetolujuustestillä. Tulokset viittaavat siihen, että lankaliitokset tarttuvat alumiinioksidipinnotteisille kontakteille, joskin kontaktit, joilla ei ole alumiiniioksidia antavat parempia tuloksia. Liitokseen käytetyn voiman nostaminen näyttäisi heikentävän liitosta ja tehon nostaminen vahvistavan sitä. Tutkielman johtopäätös on, että alumiinioksidi on realistinen vaihtoehto moduulin passivoinnille, sillä liitokset tarttuvan hyväksyttävästi myös alumiinioksidipinnotteiselle pinnalle.