Los tests que se explican acontinuación son adaptaciones para el probe de las ATLAS SCT Detector QA Procedures
Esta
es la opción que tendremos seleccionada por defecto cuando
inicialicemos la K236/K237. Si esta seleccionada querrá decir
que no queremos que se genere el fichero correspondiente para la base
de datos (la forma de los ficheros la describiremos mas adelante).
1.- Sacar el detector del sobre. El detector se intercala entre dos tarjetas. Quite una tarjeta de forma que el detector quede con los strips abajo.
2.- Buscar 'astillas' del silicio en el sobre del detector o dentro de las tarjetas. Si se encuentran, quitarlas antes de volver a meter el detector en el sobre. Identificar la fuente de las astillas durante las exploraciones visuales del detector.
3.- Examinar la superficie posterior. Tomar nota de cualquier mancha o rasguño. Si hay muestras de trozos que hayan saltado del borde, coloque la tarjeta y el detector directamente en el chuck de la probestation (con todavía el detector strips-abajo en la tarjeta) y mida la anchura. Tome una foto si es apropiado.
4.- Asegurarse de que el Chuck de la Probestation está totalmente limpio.
5.- Poner el detector sobre el Chuck, con los strips arriba.
6.- Verificar que el número este marcado y coincida con el del sobre del detector.Conversor Binario-Hexadecimal
7.- A la máxima ampliación, explorar los bordes, buscando daños, rasguños... (teniendo en cuenta que dos divisiones de la reticula del ocular son aproximadamente 50 micras con la máxima ampliación).
8.- Todavía a la misma ampliación, explorar las resistencias, buscando rúpturas, defectos de proceso o falta de uniformidad.
9.- A menor ampliación, explorar el área completa del detector, tomando nota (y fotos cuando sea apropiado) de defectos, rasguños u otras características no estándar.
Criterios para la inspección visual(pdf).Todos los defectos excepto el astillado en la superficie de corte y las resistencias de polisilicio deben ser comprobados a simple vista. Defectos son aquellos que pueden ser vistos a simple vista.
Para tomar fotos con de los detectores realizaremos los siguientes pasos:
i. Iremos al directorio /u/silicio/probe/visual/. En este será donde pongamos todas las fotos que realicemos a los detectores.
ii. Crearemos un directorio con el número de serie del detector (e.g.: /u/silicio/probe/visual/20220900700276/).
iii. Lanzaremos el programa xawtv desde el nuevo directorio creado.
iv. Salvamos la foto con formato jpeg.
v. Cambiamos el nombre de la foto, por uno que describa el defecto (Tipo_de_defecto.jpeg).
Introduciremos este fichero en la DB (ver DB).
Para la realización de una curva IV (montaje), el único requerimiento es que tengamos inicializada la K237. Una vez seleccionado IV Scan se ajustan los parámetros de forma que la medida se haga de acuerdo con las especificaciones ATLAS para las curvas IV, así como también se genera un fichero para la DB (introduciremos este fichero en la DB si ha pasado o no satisfactoriamente el test, ver DB). Las especificaciones son medir de -10 V a -500 V (alimentando por el bias) con steps de 10 V y un delay de 10 s.
La medida de la capacidad con el voltaje (montaje) nos dice el valor del Voltaje de depleción para un detector, cantidad importante ya que para poder trabajar con el hemos de alimentarlo a un voltaje mayor que Vdep. De no hacerlo así, no podríamos detectar el paso de partículas. Para realizar esta medida hemos de tener inicializada la K237, i el WK. Aquí la función de la K237 no será solo suministrarnos un voltaje, sino que además será ella quien dará el trigger al WK (lanzar trigger). Barreremos de -10 a -350 V con steps de 10 V, y con delay de 10 s y midiendo la capacidad en CR Serie a 1 KHz. Introduciremos este fichero en la DB si ha pasado satisfactoriamente el test, ver DB
Para la medida de estabilidad necesitaremos montar un circuito como el que sigue.
El programa esta optimizado para 4 detectores por test, esto se podría ampliar a 5 o 6 pues la caja ambiental lo permite. La Switching Matrix nos permite ampliar hasta 12, que es el numero de salidas que posee. Como se puede ver en el gráfico necesitamos las dos unidades Fuente-Medida. Una de ellas, la K236, actuara como amperímetro, mientras que la otra nos suministrara un voltaje de 150 V.
Con el programa solo controlaremos la K236 y la Switching Matrix, la K237 la dejaremos en medida continua de forma que podamos ver la corriente total instantáneamente.
El test consiste en medir la corriente de cada uno de los cuatro detectores cada 5 minutos, cuando están completamente deplecionados a lo largo de un periodo de 24 horas. La variación de la corriente medida en este tiempo debe ser menor que 2 microamperios, para que el detector este dentro de las especificaciones ATLAS.
Los pasos a realizar para hacer esta medida son los siguientes:
1.- Encender las Fuentes y la SM.
2.- Inicializar la K236 y Matrix.
3.- Rellenar los datos de los detectores. En este caso no estamos midiendo un detector sino 4, así pues para que coja los números de cada uno de los cuatro hemos de ponerlos separados por comas.
4.- Escoger la opción Current Stability.
5.- Seleccionar 10 uA como la escala del Compliance.
6.- Aumentar (manualmente), el voltaje de la K237 hasta 150 V.
7.- Cliqueamos sobre Repetition, le daremos al botón de measurement, escogeremos el intervalo entre medidas (5 min. = 300 s), ENTER . Por último, darle el numero de veces que queremos repetir la medida (24 h ~ 290 medidas).
8.- Pondremos en marcha el programa con el Operate.
Full
Strip Test Necesitaremos K237, WK, SMC y Matrix, y la
K236 en modo manual. Este test se realiza con el detector
parcialmente deplecionado (+20 V, aplicados al Backplane),
midiendo para cada strip, la capacidad, y la corriente cuando
aplicamos +10 V y +100 V sobre el pad.
Importante: Como norma general para la realización del test utilizaremos como fuente de +20V la K236. Además será recomendable dejar la K236 de modo manual. Si lo hacemos podremos utilizar el Pause para hacer correcciones mientras realicemos el test. Utilizando el Pause para detener momentaneamente el test, bajar los +20V y abrir la estación de pruebas para corregir posibles errores en posición.
1.- Colocaremos el detector en el chuck como se indica en la imagen. Hay que respetar la posición del detector respecto del chuck, ya que será la adecuada para cuando realicemos la alineación. El detector tiene que estar girado (formando un pequeño ángulo) respecto de los ejes de movimiento de la probe, en la dirección que se ve en la imagen. Además, para realizar correctamente el test entero, habremos de situar la punta en la ROW B, en el primer strip de la linea superior, que coincide con el strip 768. El camino a seguir para realizar correctamente el test se puede ver en el siguiente gráfico.
Empezaremos
la alienación:
a.- Escogemos en el menu Table la
opción _ Align Coordinate System . Nos aparece una
pantalla con los pasos que hemos de seguir.
b.- Tomaremos el eje
y paralelo a los pads del detector. Para ello utilizaremos como
referencia los fiduciales.
Los fiduciales a
utilizar son los marcados como A y B en la figura del
detector.
c.- Centraremos la cruz del microscopio en el fiducial
A y presionaremos el botón del origen.
d.-
Centraremos la cruz del microscopio en el fiducial B y
presionaremos para seleccionar la dirección del eje y.
2.- Rellenar los datos del detector y usuario.
3.- Seleccionar Full Strip.
4.- Pinchar sobre el botón de I C Measurement. Nos aparecerán dos pantallas, una gráfica donde nos mostrará los valores de la capacidad y otra donde habremos de especificar que medida vamos a hacer.
5.- Podemos seleccionar las medidas, creando una lista de tensiones, pausas a hacer sobre cada strip y desplazamientos (el programa realiza la medida de la capacidad independientemente de la lista, ya que le sirve como guía de que esta sobre el strip). Cada uno de los elementos se irán agregando a la columna de la izquierda.
Como lo que haremos normalmente será probar un detector entero habremos de seguir siempre los mismos pasos. Escogeremos la opción Default. En New File seleccionaremos el tipo de detector que estamos testeando. Nos aparecerán entonces en el cuadro dos columnas, de las que seleccionaremos la primera, ya que habremos posicionado la aguja en el strip 768. El número del strip sobre el que está la aguja será el número a introducir en Strip Number. Tras esto solo nos quedará seleccionar el botón de Full Strip y darle al OK.
Aquí hemos de puntualizar una característica de la opción Full Strip. Cuando activamos esta el Probe considera que la dirección de testeo es primero la row de los pares y luego la de los impares, por lo tanto si queremos testear todo el detector habremos de colocarnos en el strip 768. Si lo hacemos en el 1 simplemente testeara de este hasta el 767.
Por lo
tanto un ejemplo típico de como debería quedar la
ventana para testear todo el detector es el siguiente.
Los recuadros de Long Step y Short Step le dicen al programa que movimientos tiene que hacer para asegurarse que esta sobre el strip. Por defecto ya se tiene unos valores, por lo que podemos dejarlos en blanco.
Repeat lo podemos utilizar cuando queramos hacer un barrido sobre unos cuantos strips,o hacer alguna comprobación. Es mas recomendable utilizar la opción Full Strip, pues así el programa conoce en todo momento hacia donde se mueve y cual es el numero del strip que viene a continuación.
6.- Ahora ya podemos empezar a medir. Dandole a Operate y Trigger luego habremos de subir el voltage en la K236 hasta +20V
7.- Si en
algún strip tras las iteraciones que realiza no mide
correctamente, sonará una campana
y el programa se detendrá. Cuando esto ocurre,
habremos de bajar el voltaje y colocar la aguja sobre el pad para que
se pueda realizar correctamente la medida. Tras esto le daremos a
continuar el test.
Los test de diagnostico que tendremos que realizar serán, la medida de la resistencia del strip y la capacidad entre strips.
Metal Series Resistance. Para hacer este test nos bastará con la K236. Determinará si la resistencia del aluminio que recubre el implante del strip es suficiente. Para ello habremos de colocar dos puntas sobre los pads AC (pad de lectura) de un mismo strip (utilizaremos los pads más alejados). Aplicaremos un voltaje de 0.001 a 0.007 V con pasos de 0.001 V con el compliance a 100 microA. Los valores de la intensidad que obtendremos van de los 10 a los 100 microA. El resultado será una recta de la que calcularemos la resistencia. El valor debe ser menor que 15 Ohms/cm.
Interstrip Capacitance. Lo primero que deberemos hacer, será realizar el trimming en paralelo y a 100 KHz del WK, tanto en circuito abierto como en cerrado. Entonces, podremos inicializar el WK y la K237. Mediremos la capacidad entre un strip y sus vecinos, como función del voltaje. Para ello procederemos como para el test de Depletion Voltage, pero barriendo de 10 hasta 150 V en pasos de 5 V cada 5s, con el WK previamente configurado a medida en paralelo y frecuencia 100 KHz. El montaje es el correspondiente a la figura siguiente. Se puede apreciar que estamos conectando el Backplane a 150 V, por lo que habremos de ir con precaución cuando hagamos este test.
Cuando se realice este test será muy importante que todas las puntas estén tocando correctamente los pads. Si no se consigue, obtendremos oscilaciones entre dos niveles de valores (la curva obtenida no será continua). Los valores típicos de la capacidad por centímetro rondan los 0.7 pF/cm.