Conception et test dune puce électronique pour le domaine de limagerie par comptage de photons par pixels hybrides
Auteur / Autrice : | Khalid Bonkhal |
Direction : | Marlon Barbero |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : INSTRUMENTATION |
Date : | Soutenance en 2023 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille |
Jury : | Président / Présidente : Eric Kajfasz |
Examinateurs / Examinatrices : Marlon Barbero, Christophe De la taille, Fabienne Orsini, Jorgen Christiansen, Mohsine Menouni | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe De la taille, Fabienne Orsini |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
La plupart des équipements de détection par rayons X destinés aux essais non destructifs industriels et au diagnostic médical sont basés sur la technologie des imageurs à intégrateurs de charge. Depuis quarante ans, de nouveaux détecteurs sont capables de traiter le signal produit par chaque photon détecté de manière individuelle grâce à une électronique adaptée. Cette technologie est utilisée par les imageurs à pixels hybrides développés par le CERN depuis la fin des années 80. À lheure actuelle, la société Cegitek utilise dans ses imageurs la technologie à puces hybrides X-rays PAD (XPAD) développée par le centre de physique des particules de Marseille (CPPM). Néanmoins, les besoins des utilisateurs évoluent et la société a décidé de créer un nouveau prototype de puce basé sur la technologie des pixels hybrides avec la collaboration du CPPM. L'objectif du nouveau circuit de lecture est d'être plus rapide, sans temps mort, avec plusieurs seuils et permet davoir deux tailles de pixels différentes par configuration. Le but de cette thèse est de créer une puce qui respecte les spécifications définies par l'entreprise. Cette thèse couvre plusieurs étapes. Tout d'abord, il sera discuté du processus de détection sans la partie électronique, puis de la raison pour laquelle le process 130 nm a été choisi. Grâce à lutilisation de ce procédé, jai pu créer une matrice composée de 56 colonnes et 56 lignes, dont chaque pixel a une taille de 75 × 75 µm. Au final, en prenant en compte la périphérie, nous avons abouti à une puce électronique dune une taille de 25 mm². Dans le cadre de ce travail, outre la conception et la création complète de la puce, le premier prototype de celle-ci a été testée. Malgré quelques phénomènes parasites encore en cours détude, ce premier prototype fonctionne globalement correctement et il a été notamment possible de compter de charges créer à lentrée du circuit de lecture. Mots clés : pixels hybrides, imageur, spectroscopie, médical, détecteur, microélectronique