| 中文摘要 | 第1-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-21页 |
| Introduction | 第21-23页 |
| 1 The LHC, ATLAS experiment and plans for upgrade | 第23-40页 |
| ·The Large Hadron Collider | 第23-25页 |
| ·The ATLAS experiment | 第25-35页 |
| ·Physics requirements | 第26页 |
| ·ATLAS layout | 第26-35页 |
| ·The ATLAS inner detector upgrade | 第35-40页 |
| 2 Silicon properties and pixel sensor principles | 第40-68页 |
| ·Silicon physics and pn junction | 第40-53页 |
| ·Silicon properties | 第40-48页 |
| ·The pn-junction | 第48-53页 |
| ·Particles interaction with matter | 第53-54页 |
| ·Formation of signal in a sensor | 第54-58页 |
| ·Radiation effects | 第58-68页 |
| ·Bulk damage | 第58-63页 |
| ·Surface damage | 第63-68页 |
| 3 ATLAS cylinder pixel detector technolgies and HV/HR CMOS sen-sors | 第68-92页 |
| ·The hybrid pixel detector of ATLAS | 第68-71页 |
| ·Planar sensor for the initial ATLAS 3-layer pixel detector | 第69页 |
| ·Readout electronics | 第69-71页 |
| ·The IBL project | 第71-86页 |
| ·The IBL module | 第71-78页 |
| ·FE-I4 GADC calibration | 第78-86页 |
| ·HV/HR CMOS sensor | 第86-92页 |
| ·Smart diode array | 第86-88页 |
| ·HV2FEI4 prototype | 第88-92页 |
| 4 TCAD simulation of HV/HR CMOS sensors | 第92-145页 |
| ·An introduction to TCAD simulation | 第92-97页 |
| ·Sentaurus Workbench | 第93-94页 |
| ·The Sentaurus Ligament and the Sentaurus Process | 第94-95页 |
| ·Sentaurus structure editor | 第95页 |
| ·Sentaurus mesh generation tools | 第95-96页 |
| ·Sentaurus device | 第96页 |
| ·Sentaurus visual | 第96-97页 |
| ·Physical models used for device simulation | 第97-101页 |
| ·Electrostatic potential and quasi-Fermi potential | 第97页 |
| ·Carrier transport | 第97-98页 |
| ·Mobility models | 第98页 |
| ·Generation-recombination | 第98-99页 |
| ·Traps and fixed charges | 第99-101页 |
| ·Radiation models | 第101页 |
| ·HV/HR sensor simulation | 第101-145页 |
| ·Type A technology simulation | 第102-124页 |
| ·Type B technology simulation | 第124-145页 |
| 5 HV/HR CMOS detector test setup development and prototypes cha-racterization | 第145-214页 |
| ·HV2FEI4 prototype introduction | 第145-152页 |
| ·HV/HR CMOS sensor | 第146-150页 |
| ·HV/HR CMOS sensor to FE-I4 | 第150-151页 |
| ·HV2FEI4 test setup based on DE2 | 第151-152页 |
| ·Characterization of HV/HR CMOS sensor prototypes | 第152-214页 |
| ·Characterizations of the AMS prototypes | 第152-171页 |
| ·GF prototype characterization | 第171-190页 |
| ·Characterization of LF CCPD prototypes | 第190-214页 |
| Conclusion | 第214-216页 |
| Bibliographie | 第216-226页 |
| Acknowledgements | 第226-227页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第227页 |
