4. La production du SSD

4.1 Les détecteurs à micropistes

La quatrième couche du trajectographe interne de STAR (SSD) est constituée de 20 échelles supportant chacune 16 modules de détection, soit un total de 320 modules. Il faut aussi prendre en compte le besoin d'échelles et de modules supplémentaires de remplacement. De plus, durant toutes les phases d'assemblage du SSD (connexion à l'électronique de lecture des détecteurs, tests des modules, assemblage sur les échelles) les risques de destruction ou d'endommagement ne sont pas exclus. Pour le $\mu$Vertex de Delphi par exemple, les pertes pendant l'assemblage furent de 10 %. L'argument décisif reste financier, les détecteurs en silicium à micropistes sont des objets qui ont un coût très élevé. En conséquence il n'est pas possible d'en acquérir un nombre important au-delà du minimum strictement nécessaire. Finalement, un total de 400 détecteurs a été choisi afin de construire la totalité du SSD et de disposer d'une réserve d'échelles et de modules de remplacement.

Dans le cadre d'un marché (Fabrication de deux lots de détecteurs à micropistes au silicium), 2$\times$200 détecteurs ont été commandés à la société Eurisys Mesures. Un document de référence Le Cahier des Clauses Techniques Particulières [CCT99], regroupe les conditions du marché, la description technique des détecteurs ainsi que les caractéristiques requises.

Les tests de production ont pour but de vérifier le maximum de spécifications précisées dans le cahier des charges. D'autre part, ces tests doivent permettre de définir les conditions d'utilisation de chacun des détecteurs testés. Le détecteur en silicium est l'objet de base dans la réalisation d'un module de détection. Ainsi ses caractéristiques conditionnent les performances du module, telles que l'efficacité de détection et le rapport signal sur bruit. Dans ce contexte, nous voyons que les limites imposées par le cahier des charges doivent être vérifiées afin de s'assurer que le détecteur en silicium, après connexion à l'électronique de lecture, aura les meilleures performances possibles.

Les détecteurs délivrés par la société Eurisys Mesures ont déjà subi des tests partiels. Il est donc nécessaire de procéder à des tests complémentaires et plus élaborés permettant de caractériser complètement leur bon fonctionnement. Les résultats des tests effectués par nos soins présentent aussi l'intérêt d'être inclus dans une base de données utilisable ultérieurement dans le cadre de l'analyse des données produites par le SSD après son installation dans STAR.

Dans ce chapitre, nous allons décrire les caractéristiques requises pour les détecteurs en silicium ainsi que les tests, définis et mis en uvre, pour les vérifier. Dans un premier temps, nous présenterons les résultats de ces tests au niveau individuel, pour un détecteur issu de la production choisi arbitrairement. Nous effectuerons le bilan des tests en considérant l'ensemble de la production. Nous détaillerons ensuite les tests de production pour l'électronique de lecture et nous présenterons un bilan des résultats obtenus. L'impact de la qualité de la production sur la construction et la prise de données du SSD sera également discutée.

4.1.1 Critères d'acceptation et définition d'un label de qualité

Les caractéristiques principales, géométriques et électriques, des détecteurs sont résumées dans le tableau 4.1, pour une description détaillée se reporter à la référence [CCT99].

Tableau 4.1: Définition des caractéristiques des détecteurs.

	Surface totale	$75 \times 42$ mm$^2$
Caractéristiques	Epaisseur	$300 \mu m$
géométriques	Nombre de pistes	768 par face
du détecteur	Dimensions des pistes	$40006 \mu m \times 25 \mu m$
	Pas interpistes	$95 \mu m$
	Angle stéréoscopique	$35$ mrad
	Tension de fonctionnement (V$_f$)	$\leq$ 55 volts et supérieure à la tension de déplétion ($\sim$ 10 V )
Spécifications	Tension de claquage	$>$ 55 volts
	Courant de fuite à travers l'anneau de garde	$< 5 \mu$A
électriques	Courant de polarisation	$< 2 \mu$A
	Tension de claquage des capacités de couplage	$> 100 V$ ou $> 2 \times V_f$
	Résistance de polarisation	$> 10$ M$\Omega$

Les caractéristiques géométriques du détecteur sont dictées par les impératifs physiques expliqués dans le chapitre 2. Principalement les résolutions en positions souhaitées ainsi que la minimisation du nombre de points d'impact ambigus quand plusieurs particules traversent le détecteur. En revanche les caractéristiques électriques sont conditionnées par les performances du détecteur. Les valeurs limites des résistances de polarisation ainsi que celle du courant de fuite maximal circulant dans l'anneau de polarisation sont choisies de manière à minimiser le bruit. La valeur maximale de 55 volts pour la tension de fonctionnement permet de s'affranchir de certaines contraintes liées aux règles de sécurité de STAR.

Il faut rajouter aux différentes spécifications énumérées ci-dessus, les critères d'acceptation en terme de pistes fonctionnelles. Nous considérerons qu'une piste est défectueuse si elle rentre dans l'une des catégories suivantes:

1.

la capacité de couplage est court-circuitée (pinhole), i.e. la piste implantée et la piste de lecture en aluminium sont en couplage direct.

2.

la piste en aluminium est coupée, conduisant à une valeur plus faible de la capacité de couplage.

3.

des pistes de lectures adjacentes sont en court-circuit, dans ce cas, la valeur de la capacité de couplage est multipliée par le nombre de pistes en court-circuit.

Le nombre maximum de pistes défectueuses par face est fixé à dix. L'impact de ces défauts sur la détection des particules, et plus précisément la reconstruction du signal est décrit dans la section 3.2.2. Le nombre de pistes bruyantes constitue aussi un critère d'acceptation ($\leq$ 10 par face). Une piste est bruyante quand elle dépasse d'un facteur 3 le bruit moyen des pistes sur la face considérée. Cette mesure peut être effectuée de deux manières différentes : soit en connectant aux pistes un amplificateur adapté, soit en mesurant le courant de fuite de la jonction. La première méthode n'a pas été utilisée lors des tests de production ; les pistes bruyantes d'un détecteur seront déterminées après l'assemblage final avec l'électronique de lecture sur un banc de test dédié. La deuxième méthode, quant à elle, n'est pas applicable sur les détecteurs car ceux-ci ne possèdent pas de contacts ohmiques à la piste implantée.

A partir de ces informations, nous avons défini 7 critères de qualité, voir le tableau 4.2, qui dépendent des caractéristiques intrinsèques des détecteurs testés. Dans la définition de ces qualités, nous avons pris en compte uniquement des quantités mesurées dans nos tests tels qu'ils sont définis dans le paragraphe 4.1.2. Par exemple, le cahier des charges précise une valeur minimale des résistance de polarisation (R$_b$), or celles-ci ne sont pas mesurées dans nos test; la valeur R$_b$ n'est donc pas incluse dans la définition des critères de qualité.

Tableau 4.2: Définition des critères de qualité en fonction des caractéristiques du détecteur.

Qualité	Spécifications requises
	Nombre total de pistes défectueuses $\leq$ 4.
1
	I $_{bias} \leq 2 \mu$A et I $_{guard} \leq 5 \mu$A à la tension de fonctionnement.
	4 $<$ Nombre total de pistes défectueuses $\leq$ 10.
2
	I $_{bias} \leq 2 \mu$A et I $_{guard} \leq 5 \mu$A à la tension de fonctionnement.
	Le nombre de pistes défectueuses sur une face $>$ 10.
3
	I $_{bias} \leq 2 \mu$A et I $_{guard} \leq 5 \mu$A à la tension de fonctionnement.
4	I $_{bias} > 2 \mu$A ou I $_{guard} > 5 \mu$A à la tension de fonctionnement.
	Le détecteur est inutilisable
5
	Problème électrique, mécanique ...
6	La tension de déplétion $V_d$ est supérieure à 55 V.
7	Le détecteur n'est pas complètement testé ou à revoir.

Nous pouvons constater en comparant les tableaux 4.1 et 4.2 que les qualités 1 et 2 seront associées à des détecteurs répondant en tout point testé aux spécifications requises par le cahier des charges. En revanche, tous les détecteurs associés aux indices de qualité supérieurs à 2 présentent au moins une caractéristique incompatible avec le cahier des charges. La qualité 7 est temporaire, elle n'est utile qu'au cours du processus de test.

4.1.2 Définition des tests

Afin de vérifier les différents critères de qualité spécifiés dans le cahier des charges et résumés par le tableau 4.1, un protocole de test, tenant compte de plusieurs contraintes a été défini. Les tests se déroulent en deux parties distinctes :

• tests visuels sous binoculaire
• tests électriques au moyen d'une station sous pointes.

a) Tests visuels

L'analyse visuelle, effectuée à l'aide d'un microscope^4.1, permet de contrôler la qualité des structures gravées sur le détecteur.

• état du bord de découpe du détecteur
• présence des marques de positionnement (voir [CCT99]) utilisées lors de l'assemblage;
• présence d'un poinçon identifiant le détecteur
• traces, rayures et autres défauts ponctuels susceptibles d'affecter le fonctionnement du détecteur.

Seuls les défauts lithographiques de taille relativement importante peuvent être observés. Nous ne chercherons pas lors de ce test à identifier des défauts tels que des pistes coupées ou des pistes en court-circuit, qui seront automatiquement détectés par les tests électriques. Dans le cas où l'on découvre lors de ce test un défaut d'importance, il est possible de prendre une photographie grâce à la caméra vidéo de la station sous pointes, voir la figure 4.3.

b) Mesures électriques (statiques)

Les différentes mesures sont résumées dans le tableau 4.3, une description plus détaillée est donnée dans la section 4.1.3.

Tableau 4.3: Définition des tests électriques.

Tests	Mesures	Caractéristiques	Occurrence	Temps requis
Mesure des courants de fuite	I $_{$total, I $_{$guard, I $_{$bias en fonction de V	V $_{$déplétion, V $_{$maximum	systématique	$\sim 3$min
Mesure de la capacité du substrat	C $_{$bulk en fonction de V	V $_{$déplétion	facultatif	$\sim 3$min
Mesure de la capacité interpiste	C $_{$interpiste en fonction de V	V $_{$déplétion	facultatif	$\sim 5$min
Mesure de la capacité de couplage	C $_{$couplage, I $_{$fuite	pistes coupées, en court-circuit, en couplage direct	systématique (faces P et N)	$\sim 45$min par face
Stabilisation	I $_{$total, I $_{$guard, I $_{$bias en fonction du temps	stabilité des courants de fuite à la tension de fonctionnement	systématique	variable

Comme nous pouvons le voir dans le tableau 4.3, les caractéristiques fondamentales sont déterminées par les différents tests et vérifiées de manière croisée au moyen des tests facultatifs. Les problèmes dus à des défauts d'implantation ne sont pas détectés par nos tests, cela nécessiterait de mesurer les capacités interpistes pour toutes les pistes adjacentes. De plus, les détecteurs utilisés dans STAR ne possèdent pas de contact direct à l'implantation, interdisant la mesure du courant de fuite des jonctions ou de la chute de tension dans la résistance de polarisation. Nous pouvons néanmoins faire deux remarques à ce propos:

• la contrainte sur le courant de polarisation (I $_{$bias < 2$\mu$A) permet de supposer un faible courant de fuite moyen par piste, cela n'exclut cependant pas la présence possible de pistes plus bruyantes
• les défauts d'implantation (interruption, court-circuit) sont indétectables par nos tests, néanmoins il est raisonnable de penser que ceux-ci seront très peu nombreux. En effet, la phase d'implantation est relativement moins sensible (en terme de défauts) que les étapes de lithographie. De plus la technique du p-spray rend peu probable le défaut de rupture d'isolation entre les pistes de la face n.

La dernière remarque concerne le temps nécessaire pour effectuer le test complet d'un détecteur. Tenant compte des différentes manipulations (alignements, changement de face pour le test des pistes, mise en place de contacts par micro-pointes), le test complet d'un détecteur (sans les tests facultatifs) nécessite [100 + temps de stabilisation] minutes. Le temps de stabilisation est généralement de 30 min pour chaque détecteur testé dans la journée (s'il ne présente pas de dérive) et d'environ 10 heures pour le dernier détecteur testé (durant la nuit).

c) Support de tests pour les détecteurs

Un problème technique majeur dans le test de détecteurs en silicium à micropistes double-face réside dans l'accès aux structures de polarisation sur la face arrière du détecteur, i.e. la face reposant sur le plateau mobile de la station sous pointes. Il y a deux manières d'appliquer la tension de polarisation au détecteur : la première (voir figure 4.1) utilise les contacts (P1,P2 et P0), la deuxième les contacts (P1,P2) et (N1,N2).

La première méthode ne nécessite aucun appareillage particulier et a été employée au début des tests de production. Le détecteur est déposé sur le plateau mobile, puis la tension de polarisation est appliquée au point P0 et les courants sont mesurés aux points P1 et P2. Tous ces contacts sont effectués à l'aide de micro-pointes.

La deuxième méthode a nécessité le développement d'un support. Ce support se compose de 2 cadres en verre epoxy (FR4) qui entourent le détecteur, et le maintiennent par serrage. Les anneaux de polarisation sont reliés électriquement à des connecteurs au moyen d'un câblage par fil d'aluminium.

Figure 4.1: Schéma des structures de polarisation sur les faces p et n des détecteurs en silicium double-face.

D'autres méthodes, pour résoudre le problème de la prise de contact sur la face arrière d'un détecteur, consistent en l'utilisation d'un caoutchouc conducteur (placé entre le détecteur et le plateau mobile) ou d'appareils complexes utilisant des micro-pointes solidaires au détecteur [Fra95,Kui99]. Elles n'ont pas été mise en oeuvre dans notre travail.

De plus, le test des détecteurs à micropistes suppose un soin extrême dans la manipulation ainsi que dans la mise en contact électrique des micro-pointes. Le support que nous avons développé pour les tests de détecteurs en silicium répond à ces deux exigences :

• faciliter la manipulation des détecteurs
• assurer des contacts électriques fiables au moyen de câblage par fil des anneaux de polarisation sur chacune des faces. Ce procédé permet également de réduire le nombre de micro-pointes nécessaires lors du test.

Après le test visuel, le détecteur est déposé dans son support de test, puis les anneaux de polarisation de chaque face sont connectés. Nous pouvons voir sur la figure 4.2 le détecteur dans son support fixé sur le plateau mobile de la station sous pointes. Partant du support, les deux câbles, effectuant la connexion aux anneaux de polarisation et qui sont reliés aux alimentations haute-tension et au picoampèremètre.

Figure 4.2: Détecteur en silicium à micropistes (rectangle noir) dans son support de test (cadre blanc) lors des tests avec la station sous pointes.

L'utilisation de ce support imaginé et développé par nos soins a clairement facilité et sécurisé les tests avec la station sous pointes. De plus, nous avons montré que son utilisation n'engendrait aucune modification sur les résultats de mesure et ne posait aucune difficulté particulière. Sur les 440 détecteurs testés, seuls les 90 premiers l'ont été sans cadre. Un nombre de 100 supports a été suffisant pour réaliser la totalité des tests sur les 350 détecteurs restant.

4.1.3 Description des tests

Les tests ont été effectués dans une salle grise. L'appareillage utilisé pour les tests est décrit sur la figure 4.3. L'outil de mesure principal est une station sous pointes Karl Suss PA200 disposée dans une enceinte opaque. La communication entre les différents instruments utilise un protocole GPIB. Le programme de test (LabView) gère les déplacements de la station sous pointes, les mesures et l'écriture des résultats dans des fichiers qui seront ultérieurement intégrés dans la base de données. La mise en place du détecteur et l'alignement se font manuellement, ainsi que les différents branchements nécessaires pour chacun des tests. La tension de polarisation est fournie par l'alimentation Keithley 237, qui est aussi utilisée pour la mesure de courant. Les Keithley 2400 et 2001 mesurent le courant et la température (via une sonde PT100) à l'intérieur de l'enceinte. Les mesures de capacité sont données par un LCRmètre HP4284A.

Figure 4.3: Schéma descriptif de l'appareillage utilisé lors des tests de production des détecteurs en silicium avec la station sous pointes.

Dans les paragraphes suivants, les différentes mesures effectuées sont décrites, avec pour chacune d'elle, un exemple de résultat obtenu.

a) Mesure des courants de fuite

La mesure des courants de fuite circulant dans les anneaux de polarisation et de garde s'effectue préférentiellement sur la face p. En effet, sur la face n, la séparation ohmique des anneaux n'a lieu qu'à partir d'une tension proche de la tension de déplétion. La tension de polarisation est augmentée par pas de 1 volt avec une temporisation de 3 secondes à chaque incrémentation.

Figure 4.4: Schéma de principe de la mesure des courants de fuite et exemple de résultats de mesure pour le détecteur STAR_132.

Nous pouvons voir sur la figure 4.4, illustrant l'évolution des courants de fuite en fonction de la tension appliquée, les trois zones bien distinctes. Dans la première partie (basse tension), le courant augmente quasi linéairement, traduisant l'accroissement de la zone déplétée. Ensuite, la zone déplétée atteignant la phase arrière du détecteur (déplétion totale), les courants se stabilisent. En augmentant encore la tension, nous atteignons la tension de claquage du détecteur. Nous définissons ainsi les valeurs V $_{$d et V $_{$max qui sont respectivement les tensions de déplétion et de claquage. Dans certains cas, la forme de la courbe représentant le courant de fuite en fonction de la tension appliquée ne permet pas de déterminer précisément V $_{$d (absence du plateau après la déplétion). Une méthode alternative permettant de déterminer la tension de déplétion est présentée dans le paragraphe suivant.

b) Mesure de la capacité du substrat (bulk)

La mesure de la capacité du bulk permet aussi de déterminer la tension de déplétion. Dans le cas d'une capacité à plans parallèles, la relation reliant la valeur de la capacité à l'épaisseur du diélectrique est $C= \epsilon_0\epsilon_{die}S/d$ où d est la distance entre les armatures conductrices. En considérant le détecteur en silicium comme une simple jonction p-n, nous pouvons relier la capacité du bulk à la profondeur de la zone déplétée ou la tension de polarisation.

$$C = \left\{ \begin{array}{ll} S \sqrt{\frac{q \epsilon_{Si} \vert N_{effective... ...q V_{d}} \\ \epsilon_{Si} S /d_{depl} & {V_{bias} > V_{d}} \end{array} \right.$$ (4.1)

où d$_{depl}$ est l'épaisseur de la zone déplétée et S la surface. Cette approximation doit être corrigée par un facteur qui prend en compte la présence des pistes. Cependant nous pouvons remarquer que la valeur de la capacité devient constante à partir d'une tension de polarisation supérieure à la tension de déplétion.

Figure 4.5: Schéma de principe de la mesure de la capacité du bulk, en bas un exemple de résultat pour le détecteur STAR_171.

Sur la figure 4.5 est illustrée la mesure de la capacité également représentée sous la forme $1/C^2_{bulk}$ qui permet de révéler plus clairement le point d'inflexion quand la capacité du substrat devient constante. La courbe I(V) a été ajoutée afin de voir comment se manifeste la déplétion totale sur ce détecteur. Un point d'inflexion est présent pour une valeur de la tension de polarisation (V$_{B}$) égale à 38 V, et la valeur de la capacité ne varie ensuite que très faiblement et devient constante pour V$_{B}$ = 47 volts. Nous choisissons comme tension de désertion V$_D$ = 38 volts. Ultérieurement ce détecteur a été connecté à une électronique de lecture, et la valeur de la tension de déplétion a été vérifiée par la mesure du bruit sur la face n pour une piste quelconque. La valeur de bruit minimale est obtenue à partir d'une tension de polarisation égale à 38 V.

Sur la figure décrivant le montage, un circuit RC est utilisé pour isoler le LCR mètre de la tension de polarisation, voir à ce propos la référence [Bru95].

c) Mesure des capacité de couplage

La mesure de la capacité de couplage est effectuée pour chacune des pistes d'un détecteur, soit 2$\times$768. La figure 4.6 illustre schématiquement le montage utilisé pour la mesure sur la face p. Pour obtenir le contact électrique sur la capacité à mesurer, nous utilisons une micro-pointe. Une tension V $_{$test = - 40 volts est appliquée sur la face arrière (polarisation de la jonction en direct) puis la capacité de couplage et le courant circulant à travers l'oxyde sont mesurés, enfin la tension est remise à zéro. Concernant la mesure de capacité, un signal de fréquence 500 Hz et d'amplitude 1 V est généré par le capacimètre.

Figure 4.6: Schéma du dispositif utilisé pour la mesure des capacités de couplage sur la face p d'un détecteur.

Figure 4.7: Capacité de couplage sur chacune des faces du détecteur STAR_132. Le cas des pinholes est clairement visible par l'augmentation de la valeur de capacité et le passage d'un courant. Sur la face p, nous pouvons remarquer 5 pistes en court-circuit où seule la valeur de la capacité est affectée, voir texte.

Nous pouvons voir le résultat de cette mesure illustré sur la figure 4.7 pour les faces p et n, où deux défauts sont clairement identifiables. Tout d'abord les pinholes qui conduisent à une capacité mesurée très élevée en corrélation avec une valeur de courant égale à la limite imposée sur l'instrument (10 $\mu$A). Ensuite, sur la face p, les pistes 542 à 546 sont en court-circuit : dans ce cas la valeur de la capacité est proportionnelle au nombre de pistes court-circuitées et le courant mesuré est nul. Le dernier défaut identifiable grâce à nos test est l'interruption de la piste en aluminium, cela se traduit par une valeur de capacité plus faible proportionnellement à la taille de la piste. Le détecteur STAR_132 ne comporte pas de tels défauts. Il comporte cependant 7 pistes de taille réduite (piste 762 à 768) dues à l'angle stéréoscopique pour lesquelles la valeur de la capacité décroît de manière très visible (voir la figure 4.7).

En outre, nous pouvons remarquer une différence entre les valeurs des capacités de couplage mesurées sur la face p ($\sim$ 110 pF) et sur la face n ($\sim$ 150 pF). Une mesure complémentaire est présentée sur la figure 4.8 pour le détecteur STAR_132. Pour une piste de chaque face, nous avons mesuré la capacité de couplage en fonction de la fréquence du signal généré par le capacimètre. Nous retrouvons les résultats présentés sur la figure 4.7 : sur la face ohmique, la valeur mesurée est indépendante de la fréquence. En revanche, sur la face p, cette valeur décroît quand la fréquence augmente. Elle est égale à 110 pF pour une fréquence de 500 Hz, ce qui correspond à la valeur obtenue lors du test des pistes.

Figure 4.8: Mesure des capacités de couplage du détecteur STAR_132 en fonction de la fréquence pour une piste de chaque face choisie arbitrairement.

Afin de comprendre l'origine de ce comportement, des mesures ont été effectuées sur une structure de test offrant un contact à la piste implantée. Dans ce cas, nous pouvons mesurer exactement la capacité de couplage en prenant un contact sur la piste de lecture et l'autre sur la piste implantée. Le résultat de ce test est représenté en trait plein sur la partie inférieure de la figure 4.9, en fonction de la fréquence. La courbe en pointillés représente la mesure de cette même capacité en prenant cette fois un contact au bulk et un contact sur la piste implantée.

Figure 4.9: Mesure de la capacité de couplage sur la face p d'une structure de test.

La figure 4.9 démontre que selon les contacts utilisés, nous n'effectuons pas la même mesure. Dans le cas de la mesure via le bulk, une capacité parasite (due à la zone de charge d'espace autour de la jonction) est en série avec la capacité mesurée. Sur la face n, en revanche, ce phénomène n'existe pas, car il n'y pas de jonction (piste implantée de type n$^+$ dans un substrat de type n), expliquant ainsi que la mesure donne un résultat correct. En effet, nous pouvons calculer de manière précise la valeur de cette capacité avec la formule suivante :

$$C = \epsilon_0 \epsilon_{ox} S / d \quad$$ (4.2)

avec : permittivité relative de l'oxyde : $\epsilon_{ox}$ = 3.8 épaisseur de l'oxyde : d = 250 $\pm$ 50 nm surface de la piste : S = 40000 $\mu$ m $\times$ 30 $\mu$ m

soit C = 160 $\pm$ 30 pF.

d) Stabilité sous tension

Les détecteurs doivent fonctionner durant de longues périodes sans que leurs caractéristiques évoluent. Dans notre protocole de test, une tension de fonctionnement et un temps de stabilisation sont définis, et la mesure des différents courants de fuite est effectuée toutes les 300 secondes.

Tous les détecteurs subissent ce test pendant une période variable. Approximativement 1/4 d'entre eux pendant un temps supérieur à 100 minutes.

Figure 4.10: Mesures de la stabilité des courants de fuite pour le détecteur STAR_132. La température à l'intérieur de l'enceinte est également représentée.

Le détecteur STAR_132 a été mesuré sur une période de 800 minutes, aucun comportement anormal n'a été observé (voir Fig. 4.10). Les variations de température sont inférieures à 1$^\circ$C. Quelques détecteurs n'ont pas passé ce test : le courant sur l'anneau de polarisation augmentait linéairement en fonction de temps. Ces détecteurs ont donc été classés comme inutilisables.

4.1.4 Résultats statistiques sur les tests de production

Les résultats des tests sont résumés quantitativement dans les figures et tableaux ci-après. Pour satisfaire à la commande de 400 détecteurs en silicium à micropistes répondant aux spécifications requises, 440 ont été délivrés. Ces 440 détecteurs ont ensuite subi les différents tests énumérés précédemment, puis ont été classés en terme de qualité.

a) Tensions de fonctionnement

Figure 4.11: Distribution des tensions de déplétion (en haut), et plage des tensions de fonctionnement des détecteurs testés (en bas).

La tension de déplétion d'un détecteur en silicium à micropistes est directement reliée à la pureté du matériau utilisé. La contrainte $V_{$déplétion $\leq$ 55 implique une résistivité du substrat supérieure à 10 k$\Omega$.cm. Cette distribution permet de classer les détecteurs afin d'uniformiser cette caractéristique lors de l'assemblage sur une échelle donnée. Sur la partie inférieure de la figure 4.11, est représentée la somme des plages de fonctionnement de chaque détecteur. Ces dernières sont définies comme l'ensemble des valeurs de tension comprises entre la tension de déplétion et la tension de claquage. De ce graphique, nous pouvons déduire le nombre de détecteurs pouvant fonctionner à une tension donnée : par exemple 268 détecteurs peuvent opérer à une tension de polarisation égale à 40 volts. Sur les 366 détecteurs sélectionnés (qualité 1 ou 2), un maximum de 326 peut fonctionner en utilisant une tension unique de 53 volts.

Ceci serait sans importance si chaque détecteur possédait sa propre source de tension, mais comme nous l'avons vu dans le chapitre 2, le SSD se décompose en 20 échelles identiques qui sont chacune alimentées par une seule source de tension : soit une alimentation pour un ensemble de 16 détecteurs. En conséquence, lors de l'assemblage sur les échelles, deux caractéristiques seront à considérer :

1.

uniformiser la tension de déplétion des 16 détecteurs rassemblés sur une échelle

2.

maximiser le recouvrement des différentes plages de fonctionnement (offrant la possibilité de faire varier la tension de polarisation)

b) Pistes fonctionnelles

Nous avons défini les pistes fonctionnelles comme celles ne possédant pas les défauts suivants :

• la piste de lecture est en couplage direct avec la piste implantée
• la piste de lecture est interrompue
• la piste de lecture est en court-circuit avec une ou plusieurs pistes.

Figure 4.12: Distribution des pistes défectueuses sur les face p et n, i.e. les pistes en couplage direct, en court-circuit ou coupées (au niveau du dépôt d'aluminium).

La figure 4.12 montre la distribution des pistes non fonctionnelles sur les faces p et n, deux points sont à retenir:

• les valeurs moyennes de ces distribution sont 1,95 et 1,94 pour les faces p et n respectivement;
• il n'existe pas de corrélation entre les faces pour les pistes défectueuses (en revanche cela peut être le cas pour des pistes bruyantes)

Les pistes non fonctionnelles (en tout cas celles repérées par nos tests) sont en majorité causées par des défauts lithographiques, ce qui explique qu'il n'existe pas de corrélation entre les faces. Les valeurs moyennes sont très faibles, largement inférieures à la valeur imposée par le cahier des charges (nombre de pistes non fonctionnelles $\leq$ 10/face). Ces valeurs conditionnent l'inefficacité de détection d'un module, qui est proportionnelle au pourcentage de pistes défectueuses présentes sur le détecteur. Ce point sera discuté dans la conclusion.

c) Courants de fuite

Les courants de fuite circulant dans l'anneau de polarisation (I$_{B}$) et dans le ou les anneaux de garde (I$_{G}$) sont illustrés sur la figure 4.13 dans le contexte de deux mesures différentes. En haut, les courants (I$_{B}$) et (I$_{G}$) pour une tension égale à la tension de claquage telle qu'elle est définie sur la figure 4.4. Sur la partie inférieure, la distribution du courant total (I$_{B}$ + I$_{G}$) mesuré à la tension de fonctionnement (définie dans le tableau 4.1) en fin de stabilisation. Un courant élevé sur l'anneau de garde est compatible avec un fonctionnement correct du détecteur. En effet, la principale composante du courant (I$_{G}$) provient de courants extérieurs à la surface active, générés par exemple sur les bords de découpe du détecteur.

Figure 4.13: En haut , les courants sur les anneaux de polarisation et de garde. En bas, la distribution du courant de fuite total ( $I_{polarisation} + I_{garde}$) en fin de stabilisation. Quelques détecteurs présentent des courants élevés dus à une composante élevée sur l'anneau de garde.

d) Bilan

La situation après le test des 440 détecteurs est résumée dans le tableau 4.4 que nous allons détailler. Les détecteurs de qualités 1 et 2 répondent exactement aux limites imposées par le cahier des charges, ils ont, en conséquence, été acceptés. Les détecteurs de qualité 3 présentent un excès de pistes défectueuses ($>$ 10 sur une face), cependant un certain nombre d'entre eux ont été acceptés, typiquement ceux dont le nombre total de pistes défectueuses (faces p et n) est inférieur à 20. La catégorie 4 regroupe des détecteurs dont les courants de fuite sont trop importants, seuls ont été acceptés ceux dont le courant dans l'anneau de polarisation ne dépassaient pas 2,5 $\mu$A (la limite définie par le cahier des charges étant I$_B <$ 2 $\mu$A). Les détecteurs entrant dans la catégorie 5 sont les détecteurs non-fonctionnels (problèmes mécaniques, électriques ...). En déterminant la tension de déplétion pour les détecteurs de la catégorie 6, nous obtenons des tensions de déplétion supérieures à 55 V, tous ont été rejetés.

Tableau 4.4: Bilan des détecteurs acceptés ou rejetés en terme de qualité.

Qualité	Nombre de détecteurs	Acceptés	Rejetés
1	284	284	0
2	82	82	0
3	22	11	11
4	18	6	12
5	28	14	14
6	6	0	6
1,2,3,4,5,6	440	397	43

Nous obtenons un total de 397 détecteurs STAR acceptés, 3 autres ont été livrés mais ne sont pas encore testés à ce jour.

4.1.5 Conclusion

Nous avons donc défini et achevé les tests de production de 440 détecteurs en silicium à micropistes double-face, dont 320 seront utilisés pour la construction de la quatrième couche du trajectographe interne du détecteur STAR. Nous avons aussi développé un support de test pour les détecteurs en silicium à micropistes et validé son utilisation. Ce support permet l'accès à la face arrière des détecteurs lors du test, de plus il facilite et sécurise les différentes manipulations.

Dans un premier temps, nous avons défini les tests nécessaires pour caractériser les détecteurs afin de vérifier leur conformité aux spécificités requises par le cahier des charges. Les résultats obtenus sont indispensables pour définir les conditions d'utilisation lors de l'assemblage. Le classement en terme de critère de qualité en est une première approche. Cependant, ce classement devra être affiné, afin de regrouper sur les échelles les détecteurs ayant des caractéristiques proches, notamment en ce qui concerne les tensions de fonctionnement et de claquage.

Les résultats des tests sont intégrés dans une base de données qui contient les caractéristiques de chaque détecteur testé. Ces informations sont capitales pour suivre la qualité des détecteurs au cours de leur assemblage jusqu'à leur installation finale dans STAR. L'étape suivante consiste à connecter les détecteurs à leur électronique de lecture. Ils subiront alors de nouveaux tests afin de vérifier le maintien de leurs performances, principalement en terme de rapport signal sur bruit et d'efficacité de détection.

4.2 Les circuits de lecture

L'électronique de lecture des détecteurs à micropistes est le circuit ALICE128C dont les principales caractéristiques ont été décrites dans la section 3.3. Les tests de production des circuits ALICE128C, que nous allons détailler dans cette section, sont largement facilités par l'utilisation du ruban TAB. En effet, après réception des circuits nus, pré-testés par le fondeur selon un protocole défini par nos soins. Les circuits sont envoyés à l'entreprise DETEXIS pour être connectés au ruban TAB. L'objet final à tester (représenté sur la figure 4.14) offre des possibilités très commodes quant à l'automatisation du test. Notamment grâce au fait que l'accès à la fois aux entrées analogiques ainsi qu'aux entrées des signaux de contrôle du circuit est accompli par l'intermédiaire du ruban TAB.

Figure 4.14: Le circuit ALICE128C (petit rectangle noir) connecté au ruban TAB dans son support de test (vue de dessous). Sur les bords du ruban, nous pouvons distinguer les plots de connexion, utilisés lors des tests, qui sont reliés soit aux entrées analogiques (partie gauche) soit aux entrées des signaux de contrôle (partie droite).

4.2.1 Tests des circuits sous pointes

Le test des circuits ALICE128C a commencé avant le développement et l'utilisation de la méthode de connexion par TAB. Cela a nécessité l'utilisation d'un dispositif complexe mettant en jeu la station sous pointes. Afin de vérifier le fonctionnement des circuits, une carte sur laquelle sont fixées 43 micro-pointes alignées permettait de prendre des contacts électriques sur le circuit. Les points testés sont décrits dans le paragraphe suivant. Nous avons conservé la possibilité d'effectuer des tests sous pointes avant la connexion au ruban TAB. De plus, de nouvelles méthodes sont venus améliorer le protocole de test sous pointes. Notamment un programme de reconnaissance de forme facilitant la mise en place de la carte à pointes sur le circuit ALICE128C (alignement par rapport aux plots de connexion).

4.2.2 Tests de validation du TAB

Avant de définir le test des circuits ALICE128C connectés au ruban TAB, nous avons dans un premier temps dû vérifier que cette étape n'introduisait pas de défauts sur le circuit. Le tableau 4.5 résume les résultats de tests sur les circuits entre chaque étape de l'assemblage. Nous ne détaillerons pas les tests effectués mais les parties analogiques et digitales du circuit sont vérifiées ainsi que le fonctionnement de chaque voie d'électronique pour différents niveaux d'impulsion test.

Tableau 4.5: Résumé des mesures sur un lot de circuits ALICE128C au cours de l'assemblage d'un module de détection. Le nombre de canaux défectueux ainsi que leur identité sont indiqués.

Circuit A128C	Test sous pointes	Test sous pointes	Test sur	Test module
identificateur	AMS	IReS	ruban	assemblé
B4(5)	OK	OK	OK	circuit inopérant
B4(2)	OK	OK	OK	1 (54)
B3(3)	OK	OK	OK	2 (15,18)
B4(3)	OK	OK	OK	3 (2,45,88)
B5(9)	OK	OK	OK	OK
B3(5)	OK	OK	OK	3 (53,63,84)
B5(3)	OK	OK	1 (63)	2 (63,67)
B5(6)	OK	OK	OK	2 (2,63)
B5(4)	OK	OK	OK	3 (20,58,63)
B5(7)	OK	OK	1 (20)	6 (1,15,16,20,22,48)
B2(5)	OK	OK	1 (2)	3 (2,65,67)
B4(6)	OK	OK	OK	2 (65,104)

Dans un premier temps, les circuits ont été testés au moyen d'une carte à pointes par le fondeur et dans notre laboratoire. Ce point valide la concordance des tests effectués avant toute opération en rapport avec le TAB. Ensuite ces circuits ont été connectés sur le ruban TAB (voir figure 4.14), les résultats du test à ce niveau montrent seulement 3 canaux défectueux sur un total de 1536, soit 0,2%. Ce résultat valide l'opération de connexion du circuit sur le ruban TAB en terme d'efficacité de connexion. Le nombre élevé de canaux défectueux apparus au niveau de l'assemblage avec le détecteur provient du problème de décharge électrostatique étudié dans la section 3.4.

4.2.3 Le protocole de test des circuits connectés au ruban

L'utilisation de la connexion par TAB facilite très largement les tests de production. Le dispositif est représenté sur la figure 4.15. Les contacts électriques aux plots de connexion du circuit sont assurés au moyen d'un simple support adapté à l'objet de la figure 4.14.

Figure 4.15: Schéma de principe du dispositif de test des circuits ALICE128C reportés sur le ruban TAB.

Le programme de test est installé sur un ordinateur équipé d'une carte d'acquisition afin de générer les signaux nécessaires à la lecture du circuit, une interface JTAG permet de commander le circuit. Deux alimentations polarisent la carte de distribution ainsi que le circuit lui-même. Le protocole de test est piloté par un programme LabView qui s'exécute de manière séquentielle : chaque test validé permet le passage au test suivant. Nous avons donc défini une hiérarchie quant à l'importance des caractéristiques du circuit ainsi que des valeurs limites pour celles-ci. Le protocole de test doit permettre de valider l'utilisation du circuit connecté au ruban TAB, avant son assemblage futur à un détecteur en silicium.

Test de la polarisation des blocs analogiques :

après la mise sous tension du circuit, la commande JTAG de polarisation des blocs analogiques est envoyée. Cette commande provoque une consommation de courant sur les alimentations du circuit qui est comparée à la valeur attendue. L'envoi de la commande de polarisation des blocs de préamplification et de mise en forme permet évidemment la vérification de la communication par JTAG. Cette vérification n'est que partielle : afin de la compléter toutes les instructions JTAG sont exécutées et leur fonctionnement vérifiés.

Test des voies de lecture :

la première partie de ce test consiste à vérifier le fonctionnement d'un canal en mode de lecture transparent. Le temps de mise en forme du signal ainsi que son amplitude maximale sont comparés aux valeurs attendues pour les paramètres de polarisation nominaux. Dans un deuxième temps, chaque voie est individuellement testée en mode de lecture séquentiel. Une première lecture permet de déterminer le niveau du piédestal pour chacune des voies, puis au moyen du générateur interne chaque voie est stimulée par une impulsion test de niveau $\pm$ 125 et $\pm$ 250 (soit environ $\pm$ 7 et $\pm$ 15 MIPs). Une tolérance de 10% par rapport à la valeur nominale du gain est accordée.

Test des connexions :

cette partie du test est spécifiquement dédiée à la vérification des connexions par TAB. Les entrées analogiques ainsi que les entrées pour les signaux de contrôle sont toutes vérifiés. Si les connexions du circuit avec le détecteur et l'hybride sont par la suite correctement effectuées : ce test garantie à la fois que le circuit fonctionnera et que toutes les pistes seront connectées à une voie d'électronique.

4.2.4 Résultats des tests

Un total de 400 détecteurs doit être équipé par cette électronique de lecture, soit un besoin de 4800 circuits opérationnels. Nous disposons, avant connexion sur le ruban TAB, de 5656 circuits pretestés par le producteur. Le tableau 4.2.4 présente les résultats des tests des circuits ALICE128C issus de la phase de production après connexion au ruban TAB pour un échantillon de 223 circuits (l'abréviation NC figure pour non-connectée).

Tableau 4.6: Résultats de test pour les circuits ALICE128C connectés au ruban TAB.

Lot	Quantité	Aucun défaut	Défauts de connexions	Inutilisable
1	16	15	2 voies en court-circuit ($\times$1)	Aucun
			1 canal NC ($\times$1)
2	70	65	1 canal bloqué ($\times$1)	2 circuits
			2 canaux bloqués ($\times$1)
3	27	17	1 canal bloqué ($\times$8)	1 circuit
			2 canaux bloqués ($\times$1)
4	77	53	1 canal bloqué ($\times$4)	17 circuits
			2 canaux bloqués ($\times$3)
			1 canal NC ($\times$1)
5	33	25	1 canal bloqué ($\times$5)	Aucun
			2 canaux bloqués ($\times$2)
Total	223	175 (78,5%)	1 défaut ($\times$21) (9,4%)	20 (9%)
			2 défauts ($\times$7) (3,1%)
Extrapolation	5636	4424	1 défaut : 530	507
			2 défauts : 175

L'extrapolation à la totalité de la production reste discutable car nous voyons que le pourcentage de circuits inutilisables est dominé par les problèmes existant pour le lot numéro 4. Une estimation plus réaliste pourra être réalisée dès que le nombre de circuits testés sera plus important.

Cependant nous pouvons d'ores et déjà prendre en compte que le rendement (en phase de production) de la connexion des circuits ALICE128C au ruban TAB se situe à environ 78,5%. Tous les circuits envoyés pour être connectés ne présentaient, à l'origine, aucun défaut. Nous pouvons également extraire un second résultat qui est le taux de canaux fonctionnels après l'opération TAB. 320 détecteur seront sélectionnés pour constituer le SSD de STAR, soit 3840 circuits de lecture que nous pouvons choisir parmi les 4424 ne présentant aucun défaut, donc 100% de canaux fonctionnelles. De plus, si l'on considère le besoin des 80 modules additionnels pour constituer les échelles et les modules de remplacement, soit 4800 circuits, le taux de canaux inopérants reste inférieur à 0,1 %. Cette dernière estimation est bien sûr pessimiste car elle considère que le taux de 9% de circuits inutilisables ne diminuera pas et donc qu'il ne sera pas possible d'obtenir 4800 circuits sans défauts.

4.3 Autres composants d'un module de détection

Afin de compléter la description des composants d'un module de détection, nous ferons une brève description de l'hybride supportant l'électronique de lecture ainsi que les tests mis en uvre.

4.3.1 Le circuit hybride

Le circuit hybride reçoit l'électronique de lecture (circuit ALICE128C), ainsi que les composants discrets nécessaires à son fonctionnement (résistances et capacités). Le circuit de contrôle COSTAR, décrit dans la section suivante, y prend également place. Avant la pose des composants, les hybrides sont testés au niveau des court-circuits entre les lignes de cuivre qui véhiculent les signaux. Seuls ceux ne présentant aucun défauts sont conservés.

Figure 4.16: Le circuit hybride supportant l'électronique.

Les circuits de lecture ALICE128C seront disposés sur les six emplacements rectangulaires vides. Le circuit COSTAR est déjà connecté sur cet hybride et encapsulé dans une résine de protection (marque circulaire noire).

4.3.2 Le circuit de contrôle COSTAR

Le circuit COSTAR a pour principale tâche le monitorage de variables lentes du module de détection. Localisé sur l'hybride, le circuit COSTAR mesure la température ainsi que les courants circulant dans les anneaux de garde et de polarisation du détecteur silicium. La communication avec ce circuit utilise le protocole JTAG, et donc une complète compatibilité avec le circuit ALICE128C. Le contrôle en temps réel de la température est particulièrement important car le refroidissement par air utilisé pour le SSD risque d'introduire un gradient de température sur l'échelle. Cette variation de température se traduirait par des valeurs de bruit différentes au niveau des modules de détection selon leur position sur l'échelle.

Les tests des circuits COSTAR sont effectués au moyen d'une station sous pointes. Le fonctionnement général est vérifié avec en plus un étalonnage en température. Il y a 2 circuits COSTAR par module de détection (1 par hybride), soit un total de 800 circuits nécessaires. Les tests ont été effectués sur 491 circuits et 520 ne présentent aucun défauts, soit un rendement de 94,5%.

4.4 Assemblage et tests à définir

4.4.1 Assemblage d'un module de détection

Tous les tests présentés précédemment nous ont permis de vérifier le fonctionnement des composantes actives qui constitueront un module de détection. La figure 4.17 montre schématiquement les étapes du protocole d'assemblage.

préparation des composants :

nous pouvons en discerner 3. Le premier est bien sûr le détecteur en silicium à micropistes. Après les tests de production, nous disposons d'informations suffisantes pour juger s'il peut être connecté à une électronique de lecture. Le deuxième ou plutôt les deuxièmes sont les 12 circuits ALICE128C nécessaires à la lecture des deux faces d'un détecteur. Ces circuits subissent les tests de validation puis une découpe laser permet de s'affranchir de la partie du ruban qui n'est utile que pour les tests. La troisième composante s'identifie au circuit hybride qui supporte les circuits ALICE128C. A ce stade, les hybrides sont déjà équipés des différents composants discrets et du circuit de contrôle COSTAR.

assemblage :

l'assemblage consiste tout d'abord en la connexion des pistes du détecteur aux entrées analogiques des circuits. Ensuite seulement, les circuits sont collés sur les hybrides.

finalisation du module :

la dernière étape, qui confère au module de détection toute sa spécificité. Le ruban TAB est plié et les hybrides viennent se positionner sur le détecteur grâce aux supports en carbone, préalablement collés sur les hybrides, représenté dans la partie supérieure droite de la figure 4.17. Un dernier collage fixe le support en carbone, et donc les hybrides, au détecteur.

Le seul point faible de ce protocole semble se situer au niveau de la connexion par TAB entre le détecteur et les circuits ALICE128C. Plus précisément, le fonctionnement des circuits ne peut être vérifier qu'après collage et connexion sur l'hybride. Nous pourrions imaginer la solution suivante : les circuits sont dans un premier temps assemblés sur l'hybride, permettant un test complet de toute l'électronique de lecture. Et le cas échéant la possibilité de démontage d'un circuit défectueux. Dans un deuxième temps, la connexion vers le détecteur serait effectuée. Malheureusement, ce protocole est beaucoup plus complexe à réaliser et n'a pas été mis en oeuvre pour les modules de détection de STAR. Des efforts dans cette direction sont faits dans le cadre de l'expérience ALICE.

Figure 4.17: Schéma du protocole d'assemblage des modules de détection. Les différents points de test sont précisés.

4.4.2 Définition d'un protocole de test

Afin de caractériser les modules de détection issus de la phase de production, nous devons définir un protocole de test adapté et optimisé. Le but de ces tests est d'obtenir, en préparation à la prise de données, une cartographie du module en terme de pistes fonctionnelles ainsi que les paramètres d'utilisation. Nous disposons des moyens et des informations suivants :

• les résultats des tests individuels de chaque composant d'un module avant assemblage
• les fonctionnalités du circuit ALICE128C décrites dans la section 3.3
• les mesures prises par le circuit COSTAR (courant de fuite du détecteur, consommation des circuits de lecture, température sur le circuit hybride).

L'outil principal développé pour réaliser ces tests est un dispositif dédié, équipé d'une diode infrarouge, muni du système de contrôle du module et d'un système d'acquisition. La diode est montée sur un support mobile qui permet un déplacement perpendiculairement aux 768 pistes d'un détecteur. Nous disposons ainsi d'une source ionisante extérieure capable de simuler le dépôt de charge dû à une particule chargée dans le détecteur en silicium. Le diamètre du faisceau lumineux en sortie de fibre atteint 9 $\mu$m, et reste inférieur à 95 $\mu$m (distance interpistes) au niveau du détecteur. Cette caractéristique offre la possibilité de qualifier individuellement chaque piste.

4.5 Conclusions

Le travail décrit dans ce chapitre a été consacré à la production du SSD de STAR; ce détecteur devant être installé en hiver 2002, la phase de production de 400 modules de détection a commencé. La nécessité de définir différents protocoles de tests adaptés à chaque partie active du module de détection (détecteur en silicium et électronique de lecture) apparaît donc comme capitale. Dans un premier temps, ces tests permettent de sélectionner les objets qui seront utilisés pour la réalisation des modules de détection. Ensuite, une qualité est attribuée à chaque objet afin de faciliter le choix des composants au cours de la phase d'assemblage. Afin de gérer la grande quantité d'objets ainsi que les résultats de tests qu'ils ont subi, une base de données^4.2 a été développée. Son rôle, pour l'instant, consiste principalement à assurer le suivi des différents composants d'un module de détection au cours de l'assemblage. Dans le futur, ce rôle sera evidement étendu à la gestion de tous les éléments qui constituent le SSD (mécaniques et électroniques).

Nous avons pu, grâce à ces tests, déterminer le nombre moyen de pistes inactives par détecteur ainsi que le nombre de voies défectueuses par circuit de lecture. L'étude menée dans la section 3.4 nous a donné l'efficacité de connexion par ruban TAB entre les pistes d'un détecteur et les entrées analogiques du circuit ALICE128C. Nous pouvons ainsi calculer une valeur attendue de l'efficacité pour un module de détection. Il faut, avant d'effectuer ce calcul, rappeler une particularité du fonctionnement du code de reconstruction des points dans le SSD de STAR. En effet, pour que le passage d'une particule soit reconnu, un signal doit être recueilli sur les faces p et n. En supposant que la présence d'une piste défectueuse interdit la reconstruction du signal même si des pistes adjacentes en collectent une partie, nous pouvons écrire :

$$\varepsilon_{module} = \frac{nombre\; de\; pistes\; actives}{nombre\; de\; pis... ... de\; voies\; actives}{nombre \; de \; voies \; total} \times \varepsilon_{TAB}$$ (4.3)

$$\varepsilon_{module} = 97,7 \%$$ (4.4)

Si l'on refait ce calcul avec 10 pistes bruyantes par face, en supposant les mêmes effets sur la reconstruction du signal, nous trouvons:

$$\varepsilon_{module} = 96,4 \%$$ (4.5)

qui est une estimation pessimiste car une piste bruyante peut recueillir du signal. Néanmoins ces calculs montrent que l'efficacité de détection est, pour l'instant, limitée par le TAB. La valeur de $\varepsilon_{TAB}$ a été déterminée avec une statistique de 4 modules de détection uniquement, ce qui est insuffisant. D'autant plus que cette valeur est bien meilleure pour les modules actuellement produits.

L'évaluation des performances des composants au moyen de ces tests constitue une étape cruciale car l'utilisation des modules de détection dans le SSD ainsi que l'analyse des données produites dépendront essentiellement de la connaissance de ces conditions initiales.