Daniel Britzger

Simulation des
DEPFET Vertex Detectors
Daniel Britzger
MPI für Physik
September ‘05
Software-Implementierung des DEPFET Vertex Detectors für ILC
Daniel Britzger, MPI für Physik
Vertex Detector am ILC
Tesla TDR Design
5 Layer
• Pixel Größe : 25×25 µm²
•Abstand vom IP, r = 15 mm (1st layer)
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Daniel Britzger, MPI für Physik
Voraussichtliche Geometrie Parameter
Querschnitt des TDR Design
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Daniel Britzger, MPI für Physik
Mokka – Simulation Software für ILC
Run control Commands
MySQL Datenbank
#include "MySQLWrapper.hh“
Database* db = new Database(aSubDetectorName.data());
db->exec(“select * from layer_parameters;”);
db->getTuple();
G4int layerID = db->fetchInd(“layerID”);
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/vis/drawTree world OGLIX
/vis/viewer/set/style wireframe
/vis/viewer/set/viewpointVector 1 1 1
/gun/particle e/gun/energy 10 GeV
/run/beamOn 1
Regular Geant4
Application
Daniel Britzger, MPI für Physik
The VSubDetectorDriver abstract class
Model beinhaltet:
•the model name (D09, TDR,...);
•the world box dimensions to keep in
the detector;
•a detector description, for
documentation.
Verknüpfung von Model
und Sub_detector
Sub_detector beinhaltet:
•the sub detector name (Ecal, VXD, TPC, etc.)
•the MySQL database name describing the
Alle Sub_detector driver erben von der
abstracten VSubDetectorDriver Klasse
geometrical parameters for this sub detector
(driver depending on)
•the Mokka driver able to build this sub detector =
„Geometry Driver“
•a sub detector description, for documentation.
Methoden:
VSubDetectorDriver(…);
G4bool construct(…);
Void RegisterSensitiveDetector(…);
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Bisheriger VXD Geometry Driver
5 Layer mit realem
Radius und Z-Größe
“Ladder”-Gaps
Cryostat
Readout gibt
Mittelpunkt der
Energiedeponisation
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Layer sind lediglich Tori
Keine Ladder
Keine Pixel
Keine weiteren
Strukturen wie
Rahmen oder Chips
Keine ausreichende
Datenbank-Struktur
Daten im Code
(Materialkonstanten,
Threshold, …)
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Ergebnisse mit altem Geometry Driver
5×5000 e+/e-Background
4T Magnetfeld
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„Occupancy“ pro mm2
Bei 25000 e+/eMean: 0.07 particles/mm2
Erwartet; ~125000 e+/eBackground pro BX
Entspricht:
0.35 particles/mm2/BX
Zusätzliche
Integration ×20
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Simulation nahe an DEPFET Herstellung
a) Oxidation und Rückseiten
Implantierung des Top Wafer
Top Wafer
Handle <100> Wafer
b) Wafer bonding und Polierung des
Top Wafers
c) Prozessierung  Passivation
Öffnen der Rückseiten
Passivation
d) Anisotropisches Ätzen öffnet “Fenster”
im Handle Wafer SiO2 dient als Ätz-Stopp
Frame mit zusätzlichen
Löchern um Material zu sparen
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Geometrie einer Ladder
Zusätzliche Löcher im
Rahmen sparen Material
Chip mit lediglich 50µm Dicke
Verbindung via Bump Bonds
Dünner Sensor (50 µm)
im sensitiven Bereich
Dicker Träger
Rahmen (300µm)
Querschnitt eines Moduls
3D Ausschnitt
IP
8 Laddders in Layer 1
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Erstellung eines neuen Geometry Driver
Top Wafer ohne
Sensorfläche – 50µm
Kein “mother”-Volume
Si-Frame – Lower Wafer
– 250µm
Separate Sensorfläche -> schnellere
Simulation und verschiedene
Materialkonstanten möglich
Boolsche
Solids
Sensor mit Pixels
Chips
Materialien aus Datenbank –
Änderung ohne Kenntnis des Codes
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MySQL Datenbank
Datamembers
und Typen
Verschiedene
Datenbanken
DEPFET VXD
Datenbank
Strukturierte Daten
Datenbank
“Tables”
Zentrale Datenbank
über Internet
pollin1.in2p3.fr
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Simulierte Ladder
Ladder für
Layers 2-5
Ladder mit “Spiegel”Vorfaktor
Ladder für Layer 1
Gleicher Code – nur
verschiedene Daten
aus Datenbank
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Der DEPFET Vertex Detector
Schnelle 3D Darstellung und
Simulation ohne Pixelstruktur –
boolscher Parameter in Datenbank
Ladder-gap
Layer mit entsprechenden
Laddertypes
Nur eine “for”Schleife für Montage
von allen 5 Layers
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Der DEPFET Vertex Detector
Schnelle Darstellung trotz
Simulation mit Pixels, da diese
nicht dargestellt werden
Flexible Implementierung
der Chips
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Der DEPFET Vertex Detector
e10 GeV
Vector(0,1,2)
Ca. 6-8 Hits
in 5 Layer
Schnelle Simulation möglich
y
z
x
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ToDo‘s
“Drehung” von Layers Datenbank bereits vorbereitet
Überlappung!
Korrektur in φ-Richtung
Datenbank bereits vorbereitet
Trägerstrukturen
Kühlkörper und Rohre
Kabel und Ausleseelektronik
Crysostat
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Weiteres Vorgehen
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Korrektur in φ-Richtung
Implementierung von weiteren Geometrien
Occupancy für Pixelsensor
Readout nahe am späteren Design (row/column)
Evtl. verschiedene Pixelgrößen in Z-Richtung
Weitere Physik in Pixel (Drift von Ladungswolken)
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Thank you for listening!
Simulation der Signatur eines Neutralinos
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