Etude d'un detecteur pixel monolithique pour le trajectographe d'ATLAS aupres du LHC de haute luminosite
Prevue pour 2024, une serie d'ameliorations doit etre apportee au grand collisionneur d'hadrons du CERN (LHC) de maniere a elargir son potentiel de decouverte de nouvelle physique. Cette these se situe dans la perspective des etudes d'amelioration du detecteur ATLAS dans ce nouvel environnement, et concerne une nouvelle technologie monolithique HV/HR CMOS qui pourrait etre utilisee pour les detecteurs de traces centraux pixelises. Cette technologie a le potentiel de permettre la reduction de l'epaisseur des detecteurs, d'augmenter la granularite ainsi que de reduire les couts de production.Au sein de la collaboration HV/HR CMOS d'ATLAS, divers prototypes ont ete developpes en utilisant les technologies de differents partenaires industriels GlobalFoundries (GF) BCDlite 130 nm et LFoundry (LF) 150 nm entre autres. Pour comprendre le comportement electrique et la capacite de detection de telles technologies, des simulations TCAD Technology Computer Aided Design en 2D et 3D ont ete realisees pour extraire le profil de la zone depletee, la tension de claquage, la capacitance ainsi que la collection de charges ionisees des prototypes. Le developpement de systemes de test complexes et la caracterisation des prototypes HV/HR CMOS ont aussi ete une partie du travail fourni pour cette these. Les programmes d'acquisition, en particulier pour ce qui concerne les tests sous protons ou aupres d'irradiateurs a rayons X, ainsi que les programmes de reglages de seuil ont ete implemente dans divers systemes de test. Plusieurs versions des prototypes developpes dans 3 technologies HV/HR CMOS differentes (AMS 0.18 mm HV, GF BCDlite 130nm et LF 150nm) ont ete caracterisees.