Waferspitzenmessplatz (Waferprober)

• Fachliche Zuordnung: Teilchen, Kerne und Felder
• Förderung: Förderung in 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262549524

• Erstellungsjahr: 2018

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Bonner Arbeitsgruppe ist mit der Entwicklung eines Microchips für die Auslese des Pixel-Vertexdetektors (PXD) am Belle 2 Experiment (SuperKEK-B, Tsukuba, Japan) beteiligt. Diese Mikrochips (DHPT) müssen einzeln vor der Verwendung im Aufbau von Detektormodulen auf ihre Funktion getestet werden. Der beschaffte Waferprober wurde für diese Produktionstests verwendet. Da die DHPT Mikrochips nicht im Waferformat vorlagen, wurden die vereinzelten Chips in Rasterträger arrangiert und in Blöcken von 10 x 10 Mikrochips auf dem Waferprober getestet. Mit einer aktiven Nadelkarte wurden dabei alle Datenübertragungs- und Verarbeitungsfunktionen überprüft und fehlerhafte Chips aussortiert. Für die Entwicklung des Belle 2 PXD wurden insgesamt etwa 700 DHPT Chips getestet, was eher einem kleinen Volumen entspricht. Daher auch die etwas geringer ausgefallene Auslastung des Geräts in den ersten drei Betriebsjahren. Zum Zeitpunkt der Berichtserstellung ist das DHPT Testprojekt abgeschlossen. Der Waferprober wird zurzeit für die Tests einer neuen Generation von 65nm Pixelchips im Rahmen des ATLAS Experiment Upgrades bei CERN/LHC vorbereitet, die zum ersten Mal in 12“ Waferformat vorliegen. Diese Pixelchips (RD53A) sind Prototypen für das Upgrade von ATLAS und CMS Pixeldetektoren am LHC Beschleuniger. Dieses Projekt hat einen weitaus größeren Umfang als das DHPT Projekt: Insgesamt wird für die Produktionsphase des ATLAS Pixeldetektor-Upgrades mit einer Anzahl von mehreren Hundert 12“ Wafern gerechnet, von denen jeder etwa 100 Chips enthält. Da von den am ATLAS-Experiment beteiligten Gruppen unsere Arbeitsgruppe eine der wenigen ist, die Zugriff auf einen Waferprober hat, der 12“ Wafer aufnehmen kann, wird ein Großteil dieser Wafer in Bonn getestet werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• PFET detectors for future electron-positron colliders
  C. Marinas
  
• Status of Front-end Electronics for DEPFET pixel detectors for Belle-II
  T. Kishishita et al.
  
• Characterization and beam test of the first full-sized DEPFET modules for the belle II pixel detector PXD
  B. Paschen
  
• The Belle II DEPFET Pixel Detector
  H.G. Moser et al.
  
• The ultralight DEPFET pixel detector of the Belle II experiment
  F. Lütticke et al.