P-Type Silicon Strip Sensors for the new CMS Tracker at HL-LHC

W. Adam, T. Bergauer, E. Brondolin, M. Dragicevic, M. Friedl, R. Frühwirth, M. Hoch, J. Hrubec, A. König, H. Steininger, W. Waltenberger, S. Alderweireldt, W. Beaumont, X. Janssen, J. Lauwers, P. Van Mechelen, N. Van Remortel, A. Van Spilbeeck, D. Beghin, H. BrunB. Clerbaux, H. Delannoy, G. De Lentdecker, G. Fasanella, L. Favart, R. Goldouzian, A. Grebenyuk, G. Karapostoli, Th Lenzi, A. Léonard, J. Luetic, N. Postiau, T. Seva, P. Vanlaer, D. Vannerom, Q. Wang, F. Zhang, S. Abu Zeid, F. Blekman, I. De Bruyn, J. De Clercq, J. D'Hondt, K. Deroover, S. Lowette, S. Moortgat, L. Moreels, Q. Python, K. Skovpen, P. Van Mulders, I. Van Parijs, H. Bakhshiansohi, O. Bondu, S. Brochet, G. Bruno, A. Caudron, C. Delaere, M. Delcourt, S. De Visscher, B. Francois, A. Giammanco, A. Jafari, M. Komm, G. Krintiras, V. Lemaitre, A. Magitteri, A. Mertens, D. Michotte, M. Musich, K. Piotrzkowski, L. Quertenmont, N. Szilasi, M. Vidal Marono, S. Wertz, N. Beliy, T. Caebergs, E. Daubie, G. H. Hammad, J. Harkönen, T. Lampén, P. Luukka, T. Peltola, E. Tuominen, E. Tuovinen, P. Eerola, T. Tuuva, G. Baulieu, G. Boudoul, L. Caponetto, C. Combaret, D. Contardo, T. Dupasquier, G. Gallbit, N. Lumb, L. Mirabito, S. Perries, M. Vander Donckt, S. Viret, J. L. Agram, J. Andrea, D. Bloch, C. Bonnin, J. M. Brom, E. Chabert, N. Chanon, L. Charles, E. Conte, J. Ch Fontaine, L. Gross, J. Hosselet, M. Jansova, D. Tromson, C. Autermann, L. Feld, W. Karpinski, K. M. Kiesel, K. Klein, M. Lipinski, A. Ostapchuk, G. Pierschel, M. Preuten, M. Rauch, S. Schael, C. Schomakers, J. Schulz, G. Schwering, M. Wlochal, V. Zhukov, C. Pistone, G. Fluegge, A. Kuensken, O. Pooth, A. Stahl, M. Aldaya, C. Asawatangtrakuldee, K. Beernaert, D. Bertsche, C. Contreras-Campana, G. Eckerlin, D. Eckstein, T. Eichhorn, E. Gallo, J. Garay Garcia, K. Hansen, M. Haranko, A. Harb, J. Hauk, J. Keaveney, A. Kalogeropoulos, C. Kleinwort, W. Lohmann, R. Mankel, H. Maser, G. Mittag, C. Muhl, A. Mussgiller, D. Pitzl, O. Reichelt, M. Savitskyi, P. Schuetze, R. Walsh, A. Zuber, H. Biskop, P. Buhmann, M. Centis-Vignali, E. Garutti, J. Haller, M. Hoffmann, T. Lapsien, M. Matysek, A. Perieanu, Ch Scharf, P. Schleper, A. Schmidt, J. Schwandt, J. Sonneveld, G. Steinbrück, B. Vormwald, J. Wellhausen, M. Abbas, C. Amstutz, T. Barvich, Ch Barth, F. Boegelspacher, W. De Boer, E. Butz, M. Caselle, F. Colombo, A. Dierlamm*, B. Freund, F. Hartmann, S. Heindl, U. Husemann, A. Kornmayer, S. Kudella, Th Muller, H. J. Simonis, P. Steck, M. Weber, Th Weiler, G. Anagnostou, P. Asenov, P. Assiouras, G. Daskalakis, A. Kyriakis, D. Loukas, L. Paspalaki, F. Siklér, V. Veszprémi, A. Bhardwaj, R. Dalal, G. Jain, K. Ranjan, H. Bakhshiansohl, H. Behnamian, M. Khakzad, M. Naseri, P. Cariola, D. Creanza, M. De Palma, G. De Robertis, L. Fiore, M. Franco, F. Loddo, L. Silvestris, G. Maggi, S. Martiradonna, S. My, G. Selvaggi, S. Albergo, G. Cappello, M. Chiorboli, S. Costa, A. Di Mattia, F. Giordano, R. Potenza, M. A. Saizu, A. Tricomi, C. Tuve, G. Barbagli, M. Brianzi, R. Ciaranfi, V. Ciulli, C. Civinini, R. D'Alessandro, E. Focardi, G. Latino, P. Lenzi, M. Meschini, S. Paoletti, L. Russo, E. Scarlini, G. Sguazzoni, D. Strom, L. Viliani, F. Ferro, M. Lo Vetere, E. Robutti, M. E. Dinardo, S. Fiorendi, S. Gennai, S. Malvezzi, R. A. Manzoni, D. Menasce, L. Moroni, D. Pedrini, P. Azzi, N. Bacchetta, D. Bisello, M. Dall'Osso, N. Pozzobon, M. Tosi, F. De Canio, L. Gaioni, M. Manghisoni, B. Nodari, E. Riceputi, V. Re, G. Traversi, D. Comotti, L. Ratti, L. Alunni Solestizi, M. Biasini, G. M. Bilei, C. Cecchi, B. Checcucci, D. Ciangottini, L. Fano, C. Gentsos, M. Ionica, R. Leonardi, E. Manoni, G. Mantovani, S. Marconi, V. Mariani, M. Menichelli, A. Modak, A. Morozzi, F. Moscatelli, D. Passeri, P. Placidi, V. Postolache, A. Rossi, A. Saha, A. Santocchia, L. Storchi, D. Spiga, K. Androsov, P. Azzurri, S. Arezzini, G. Bagliesi, A. Basti, T. Boccali, L. Borrello, F. Bosi, R. Castaldi, A. Ciampa, M. A. Ciocci, R. Dell'Orso, S. Donato, G. Fedi, A. Giassi, M. T. Grippo, F. Ligabue, T. Lomtadze, G. Magazzu, L. Martini, E. Mazzoni, A. Messineo, A. Moggi, F. Morsani, F. Palla, F. Palmonari, F. Raffaelli, A. Rizzi, A. Savoy-Navarro, P. Spagnolo, R. Tenchini, G. Tonelli, A. Venturi, P. G. Verdini, R. Bellan, M. Costa, R. Covarelli, M. Da Rocha Rolo, N. Demaria, A. Rivetti, G. Dellacasa, G. Mazza, E. Migliore, E. Monteil, L. Pacher, F. Ravera, A. Solano, M. Fernandez, G. Gomez, R. Jaramillo Echeverria, D. Moya, F. J.Gonzalez Sanchez, I. Vila, A. L. Virto, D. Abbaneo, I. Ahmed, E. Albert, G. Auzinger, G. Berruti, G. Bianchi, G. Blanchot, J. Bonnaud, A. Caratelli, D. Ceresa, J. Christiansen, K. Cichy, J. Daguin, A. D'Auria, S. Detraz, D. Deyrail, O. Dondelewski, F. Faccio, N. Frank, T. Gadek, K. Gill, A. Honma, G. Hugo, L. M.Jara Casas, J. Kaplon, A. Kornmayer, L. Kottelat, M. Kovacs, M. Krammer, P. Lenoir, M. Mannelli, A. Marchioro, S. Marconi, S. Mersi, S. Martina, S. Michelis, M. Moll, A. Onnela, S. Orfanelli, S. Pavis, A. Peisert, J. F. Pernot, P. Petagna, G. Petrucciani, H. Postema, P. Rose, P. Tropea, J. Troska, A. Tsirou, F. Vasey, P. Vichoudis, B. Verlaat, L. Zwalinski, F. Bachmair, R. Becker, D. Di Calafiori, B. Casal, P. Berger, L. Djambazov, M. Donega, C. Grab, D. Hits, J. Hoss, G. Kasieczka, W. Lustermann, B. Mangano, M. Marionneau, P. Martinez Ruiz Del Arbol, M. Masciovecchio, M. Meinhard, L. Perozzi, U. Roeser, A. Starodumov, V. Tavolaro, R. Wallny, D. Zhu, C. Amsler, K. Bösiger, L. Caminada, F. Canelli, V. Chiochia, A. De Cosa, C. Galloni, T. Hreus, B. Kilminster, C. Lange, R. Maier, J. Ngadiuba, D. Pinna, P. Robmann, S. Taroni, Y. Yang, W. Bertl, K. Deiters, W. Erdmann, R. Horisberger, H. C. Kaestli, D. Kotlinski, U. Langenegger, B. Meier, T. Rohe, S. Streuli, D. Cussans, H. Flacher, J. Goldstein, M. Grimes, J. Jacob, S. Seif El Nasr-Storey, J. Cole, C. Hoad, P. Hobson, A. Morton, I. D. Reid, G. Auzinger, R. Bainbridge, P. Dauncey, G. Hall, T. James, A. M. Magnan, M. Pesaresi, D. M. Raymond, K. Uchida, A. Garabedian, U. Heintz, M. Narain, J. Nelson, S. Sagir, T. Speer, J. Swanson, D. Tersegno, J. Watson-Daniels, M. Chertok, J. Conway, R. Conway, C. Flores, R. Lander, D. Pellett, F. Ricci-Tam, M. Squires, J. Thomson, R. Yohay, K. Burt, J. Ellison, G. Hanson, M. Olmedo, W. Si, B. R. Yates, R. Gerosa, V. Sharma, A. Vartak, A. Yagil, G. Zevi Della Porta, V. Dutta, L. Gouskos, J. Incandela, S. Kyre, S. Mullin, A. Patterson, H. Qu, D. White, A. Dominguez, R. Bartek, J. P. Cumalat, W. T. Ford, F. Jensen, A. Johnson, M. Krohn, S. Leontsinis, T. Mulholland, K. Stenson, S. R. Wagner, A. Apresyan, G. Bolla, K. Burkett, J. N. Butler, A. Canepa, H. W.K. Cheung, J. Chramowicz, D. Christian, W. E. Cooper, G. Deptuch, G. Derylo, C. Gingu, S. Grünendahl, S. Hasegawa, J. Hoff, J. Howell, M. Hrycyk, S. Jindariani, M. Johnson, F. Kahlid, C. M. Lei, R. Lipton, R. Lopes De Sá, T. Liu, S. Los, M. Matulik, P. Merkel, S. Nahn, A. Prosser, R. Rivera, B. Schneider, G. Sellberg, A. Shenai, L. Spiegel, N. Tran, L. Uplegger, E. Voirin, D. R. Berry, X. Chen, L. Ennesser, A. Evdokimov, O. Evdokimov, C. E. Gerber, D. J. Hofman, S. Makauda, C. Mills, I. D.Sandoval Gonzalez, J. Alimena, L. J. Antonelli, B. Francis, A. Hart, C. S. Hill, N. Parashar, J. Stupak, D. Bortoletto, M. Bubna, N. Hinton, M. Jones, D. H. Miller, X. Shi, P. Tan, P. Baringer, A. Bean, S. Khalil, A. Kropivnitskaya, D. Majumder, G. Wilson, A. Ivanov, R. Mendis, T. Mitchell, N. Skhirtladze, R. Taylor, I. Anderson, D. Fehling, A. Gritsan, P. Maksimovic, C. Martin, K. Nash, M. Osherson, M. Swartz, M. Xiao, K. Bloom, D. R. Claes, C. Fangmeier, R. Gonzalez Suarez, J. Monroy, J. Siado, K. Hahn, S. Sevova, K. Sung, M. Trovato, E. Bartz, Y. Gershtein, E. Halkiadakis, S. Kyriacou, A. Lath, K. Nash, M. Osherson, S. Schnetzer, R. Stone, M. Walker, S. Malik, S. Norberg, J. E.Ramirez Vargas, M. Alyari, J. Dolen, A. Godshalk, C. Harrington, I. Iashvili, A. Kharchilava, D. Nguyen, A. Parker, S. Rappoccio, B. Roozbahani, J. Alexander, J. Chaves, J. Chu, S. Dittmer, K. McDermott, N. Mirman, A. Rinkevicius, A. Ryd, E. Salvati, L. Skinnari, L. Soffi, Z. Tao, J. Thom, J. Tucker, M. Zientek, B. Akgün, K. M. Ecklund, M. Kilpatrick, T. Nussbaum, J. Zabel, B. Betchart, R. Covarelli, R. Demina, O. Hindrichs, G. Petrillo, R. Eusebi, I. Osipenkov, A. Perloff, K. A. Ulmer

*Corresponding author for this work

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

14 Scopus citations

Abstract

The upgrade of the LHC to the High-Luminosity LHC (HL-LHC) is expected to increase the LHC design luminosity by an order of magnitude. This will require silicon tracking detectors with a significantly higher radiation hardness. The CMS Tracker Collaboration has conducted an irradiation and measurement campaign to identify suitable silicon sensor materials and strip designs for the future outer tracker at the CMS experiment. Based on these results, the collaboration has chosen to use n-in-p type silicon sensors and focus further investigations on the optimization of that sensor type. This paper describes the main measurement results and conclusions that motivated this decision.

Original languageEnglish (US)
Article numberP06018
JournalJournal of Instrumentation
Volume12
Issue number6
DOIs
StatePublished - Jun 27 2017

Keywords

  • Detector modelling and simulations II (electric fields, charge transport, multiplication and induction, pulse formation, electron emission, etc)
  • Particle tracking detectors (Solid-state detectors)
  • Radiation-hard detectors

ASJC Scopus subject areas

  • Mathematical Physics
  • Instrumentation

Fingerprint Dive into the research topics of 'P-Type Silicon Strip Sensors for the new CMS Tracker at HL-LHC'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this