The CMS Phase-1 pixel detector upgrade

Adam, W.; Bergauer, T.; Bloch, D.; Dragicevic, M.; Fruhwirth, R.; Hinger, V.; Steininger, H.; Beaumont, W.; Di Croce, D.; Janssen, X.; Lauwers, J.; Van Mechelen, P.; Van Remortel, N.; Blekman, F.; Chhibra, S. S.; De Clercq, J.; D'Hondt, J.; Lowette, S.; Moortgat, S.; Morton, A.; Skovpen, K.; Sahasransu, A. R.; Bols, E. S.; Van Mulders, P.; Allard, Y.; Beghin, D.; Bilin, B.; Clerbaux, B.; De Lentdecker, G.; Delannoy, H.; Deng, W.; Favart, L.; Goldouzian, R.; Grebenyuk, A.; Kalsi, A.; Mahdavikhorrami, M.; Makarenko, I.; Moureaux, L.; Popov, A.; Postiau, N.; Robert, F.; Song, Z.; Thomas, L.; Vanlaer, P.; Vannerom, D.; Wang, Q.; Wang, H.; Yang, Y.; Bondu, O.; Bruno, G.; Caputo, C.; David, P.; Delaere, C.; Delcourt, M.; Giammanco, A.; Lemaitre, V.; Prisciandaro, J.; Saggio, A.; Szilasi, N.; Marono, M. V.; Vischia, P.; Zobec, J.; Brigljevic, V.; Ferencek, D.; Majumder, D.; Roguljic, M.; Starodumov, A.; Susa, T.; Eerola, P.; Brucken, E.; Gadda, A.; Lampen, T.; Martikainen, L.; Tuominen, E.; Turpeinen, R.; Winkler, A.; Luukka, P.; Tuuva, T.; Agram, J. -L.; Andrea, J.; Bloch, D.; Bonnin, C.; Bourgatte, G.; Brom, J. -M.; Chabert, E.; Charles, L.; Collard, C.; Dangelser, E.; Goerlach, U.; Grimault, C.; Gross, L.; Krauth, M.; Ollivier-Henry, N.; Jimenez, E. S.; Baulieu, G.; Boudoul, G.; Caponetto, L.; Chanon, N.; Contardo, D.; Dene, P.; Dupasquier, T.; Galbit, G.; Gouzevitch, M.; Lumb, N.; Mirabito, L.; Nodari, B.; Perries, S.; Donckt, M. V.; Viret, S.; Feld, L.; Fimmers, C.; Fleck, M.; Friedrichs, M.; Gromann, L.; Karpinski, W.; Klein, K.; Lipinski, M.; Malek, P.; Meuser, D.; Narr, R.; Oezen, I.; Pauls, A.; Pierschel, G.; Preuten, M.; Rauch, M.; Rittich, D.; Rowert, N.; Sammet, J.; Schmitz, S.; Schulz, J.; Teroerde, M.; Wlochal, M.; Dziwok, C.; Fluegge, G.; Pooth, O.; Stahl, A.; Ziemons, T.; Arab, S.; Asawatangtrakuldee, C.; Botta, V.; Burgmeier, A.; Calligaris, L.; Cheng, C.; Choudhury, S.; Connor, P.; Contreras-Campana, C.; Wit, A. D.; Dolinska, G.; Eckerlin, G.; Eckstein, D.; Eichhorn, T.; Gallo, E.; Guthoff, M.; Hansen, K.; Haranko, M.; Harb, A.; Kleinwort, C.; Korol, I.; Kousar, S.; Mankel, R.; Maser, H.; Meyer, M.; Missiroli, M.; Muhl, C.; Mussgiller, A.; Petrukhin, A.; Pitzl, D.; Reichelt, O.; Savitskyi, M.; Schuetze, P.; Seitz, C.; Spannagel, S.; Stever, R.; Vargas, A.; Walsh, R.; Zuber, A.; Benecke, A.; Biskop, H.; Buhmann, P.; Vignali, M. C.; Ebrahimi, A.; Eich, M.; Erfle, J.; Feindt, F.; Froehlich, A.; Garutti, E.; Gunnellini, P.; Haller, J.; Hermanns, T.; Hinzmann, A.; Kasieczka, G.; Klanner, R.; Kutzner, V.; Lange, T.; Lapsien, T.; Mattig, S.; Matthies, C.; Matysek, M.; Mrowietz, M.; Niemeyer, C.; Nissan, Y.; Pena, K.; Perieanu, A.; Poehlsen, J.; Poehlsen, T.; Rieger, O.; Schleper, P.; Schwandt, J.; Schwarz, D.; Sola, V.; Sonneveld, J.; Steinbruck, G.; Tews, A.; Vormwald, B.; Wellhausen, J.; Zoi, I.; Abbas, M.; Ardila, L.; Balzer, M.; Barvich, T.; Baselga, M.; Blank, T.; Bogelspacher, F.; Butz, E.; Caselle, M.; Colombo, F.; De Boer, W.; Dierlamm, A.; Morabit, K. E.; Freund, B.; Gosewisch, J. -O.; Hartmann, F.; Heindl, S.; Hunt, J.; Husemann, U.; Koppenhofer, R.; Kudella, S.; Maier, S.; Mallows, S.; Metzler, M.; Muller, T.; Musich, M.; Nurnberg, A.; Sander, O.; Schell, D.; Schroder, M.; Schuh, T.; Shvetsov, I.; Simonis, H. -J.; Steck, P.; Wassmer, M.; Weber, M.; Weddigen, A.; Weiler, T.; Anagnostou, G.; Asenov, P.; Assiouras, P.; Daskalakis, G.; Kazas, I.; Kyriakis, A.; Loukas, D.; Paspalaki, L.; Bartok, M.; Balazs, T.; Marton, K.; Sikler, F.; Veszpremi, V.; Karancsi, J.; Mal, P.; Swain, S.; Bhardwaj, A.; Jain, C.; Jain, G.; Kumar, A.; Ranjan, K.; Saumya, S.; Bhattacharya, R.; Dutta, S.; Palit, P.; Saha, G.; Sarkar, S.; Cariola, P.; Creanza, D.; De Palma, M.; De Robertis, G.; Di Florio, A.; Fiore, L.; Ince, M.; Loddo, F.; Maggi, G.; Martiradonna, S.; Mongelli, M.; My, S.; Selvaggi, G.; Silvestris, L.; Albergo, S.; Costa, S.; Di Mattia, A.; Potenza, R.; Saizu, M. A.; Tricomi, A.; Tuve, C.; Barbagli, G.; Brianzi, M.; Cassese, A.; Ceccarelli, R.; Ciaranfi, R.; Ciulli, V.; Civinini, C.; D'Alessandro, R.; Fiori, F.; Focardi, E.; Latino, G.; Lenzi, P.; Lizzo, M.; Meschini, M.; Paoletti, S.; Scarlini, E.; Seidita, R.; Sguazzoni, G.; Viliani, L.; Ferro, F.; Mulargia, R.; Robutti, E.; Brivio, F.; Dinardo, M. E.; Dini, P.; Gennai, S.; Guzzi, L.; Malvezzi, S.; Menasce, D.; Moroni, L.; Pedrini, D.; Zuolo, D.; Azzi, P.; Bacchetta, N.; Bortignon, P.; Bisello, D.; Dorigo, T.; Tosi, M.; Yarar, H.; Gaioni, L.; Manghisoni, M.; Ratti, L.; Re, V.; Riceputi, E.; Traversi, G.; Baldinelli, G.; Bianchi, F.; Bilei, G. M.; Bizzaglia, S.; Caprai, M.; Checcucci, B.; Ciangottini, D.; Fan, L.; Farnesini, L.; Ionica, M.; Mantovani, G.; Mariani, V.; Menichelli, M.; Morozzi, A.; Moscatelli, F.; Passeri, D.; Piccinelli, A.; Placidi, P.; Rossi, A.; Saha, A.; Santocchia, A.; Spiga, D.; Storchi, L.; Tedeschi, T.; Turrioni, C.; Androsov, K.; Azzurri, P.; Bagliesi, G.; Basti, A.; Beccherle, R.; Bertacchi, V.; Bianchini, L.; Boccali, T.; Borrello, L.; Bosi, F.; Castaldi, R.; Ciocci, M. A.; Dell'Orso, R.; Donato, S.; Giannini, L.; Giassi, A.; Grippo, M. T.; Ligabue, F.; Magazzu, G.; Manca, E.; Mandorli, G.; Mazzoni, E.; Messineo, A.; Moggi, A.; Morsani, F.; Palla, F.; Palmonari, F.; Parolia, S.; Raffaelli, F.; Rizzi, A.; Chowdhury, S. R.; Spagnolo, P.; Tenchini, R.; Tonelli, G.; Venturi, A.; Verdini, P. G.; Bellan, R.; Costa, M.; Covarelli, R.; Dellacasa, G.; Demaria, N.; Garbolino, S.; Migliore, E.; Monteil, E.; Monteno, M.; Ortona, G.; Pacher, L.; Paterno, A.; Rivetti, A.; Solano, A.; Rivera, E. C.; Campderros, J. D.; Fernandez, M.; Alonso, A. G.; Gomez, G.; Sanchez, F. J. G.; Echeverria, R. J.; Moya, D.; Vila, I.; Virto, A. L.; Abbaneo, D.; Ahmed, I.; Akgun, B.; Albert, E.; Auzinger, G.; Bendotti, J.; Bergamin, G.; Blanchot, G.; Boyer, F.; Caratelli, A.; Carnesecchi, R.; Ceresa, D.; Christiansen, J.; Cichy, K.; Daguin, J.; Detraz, S.; Deyrail, D.; Dondelewski, O.; Emriskova, N.; Engegaard, B.; Faccio, F.; Filenius, A.; Frank, N.; French, T.; Gill, K.; Hugo, G.; Hulek, W.; Casas, L. M. J.; Kaplon, J.; Kloukinas, K.; Kornmayer, A.; Koss, N.; Kottelat, L.; Koukola, D.; Kovacs, M.; La Rosa, A.; Lenoir, P.; Loos, R.; Marchioro, A.; Marconi, S.; Dominguez, I. M.; Mersi, S.; Michelis, S.; Onnela, A.; Orfanelli, S.; Pakulski, T.; Papadopoulos, A.; Pavis, S.; Peisert, A.; Perez, A.; Gomez, F. P.; Pernot, J. -F.; Petagna, P.; Piazza, Q.; Postema, H.; Rapacz, K.; Scarfi, S.; Tropea, P.; Troska, J.; Tsirou, A.; Vasey, F.; Verlaat, B.; Vichoudis, P.; Zografos, A.; Zwalinski, L.; Bertl, W.; Burkhalter, S.; Caminada, L.; Erdmann, W.; Horisberger, R.; Kaestli, H. -C.; Kotlinski, D.; Langenegger, U.; Meier, B.; Rohe, T.; Streuli, S.; Bachmair, F.; Backhaus, M.; Becker, R.; Berger, P.; Di Calafiori, D.; Calandri, A.; Djambazov, L.; Donega, M.; Dorfer, C.; Eller, P.; Grab, C.; Hits, D.; Hoss, J.; Lustermann, W.; Meinhard, M.; Perovic, V.; Reichmann, M.; Ristic, B.; Roeser, U.; Rossini, M.; Ruini, D.; Tavolaro, V.; Wallny, R.; Zhu, D.; Aarrestad, T.; Bosiger, K.; Brzhechko, D.; Canelli, F.; De Cosa, A.; Del Burgo, R.; Galloni, C.; Gienal, M.; Garland, D. H.; Jofrehei, A.; Kilminster, B.; Lange, C.; Leontsinis, S.; Macchiolo, A.; Molinatti, U.; Maier, R.; Mikuni, V.; Neutelings, I.; Ngadiuba, J.; Pinna, D.; Rauco, G.; Robmann, P.; Takahashi, Y.; Wiederkehr, S.; Wolf, D.; Zucchetta, A.; Chen, P. -H.; Hou, W. -S.; Kao, Y. -W.; R. -S., Lu; Moya, M.; Burns, D.; Clement, E.; Cussans, D.; Goldstein, J.; El Nasr-Storey, S. S.; Coughlan, J. A.; Harder, K.; Manolopoulos, K.; Tomalin, I. R.; Borg, J.; Fedi, G.; Hall, G.; Iles, G.; Pesaresi, M.; Rose, A.; Uchida, K.; Coldham, K.; Cole, J.; Ghorbani, M.; Khan, A.; Kyberd, P.; Reid, I. D.; Bartek, R.; Dominguez, A.; Uniyal, R.; Hernandez, A. M. V.; Altopp, G.; Alzahrani, A.; Benelli, G.; Burkle, B.; Coubez, X.; Heintz, U.; Hinkle, E.; Hinton, N.; Hogan, J.; Honma, A.; Korotkov, A.; Lee, J.; Li, D.; Lukasik, M.; Narain, M.; Sagir, S.; Simpson, F.; Spencer, E.; Usai, E.; Voelker, J.; Wong, W. Y.; Zhang, W.; Cannaert, E.; Chertok, M.; Conway, J.; Funk, G.; Haza, G.; Jensen, F.; Pellett, D.; Shi, M.; Thomson, J.; Tos, K.; Welton, T.; Zhang, F.; Hanson, G.; Si, W.; Cooperstein, S. B.; Deelen, N.; Gerosa, R.; Krutelyov, S.; Sharma, V.; Yagil, A.; Colegrove, O.; Dutta, V.; Gouskos, L.; Incandela, J.; Kyre, S.; Qu, H.; Quinnan, M.; Cumalat, J. P.; Ford, W. T.; Macdonald, E.; Perloff, A.; Stenson, K.; Ulmer, K. A.; Wagner, S. R.; Alexander, J.; Padilla, Y. B.; Cheng, Y.; Conway, J.; Cranshaw, D.; Datta, A.; Mcdermott, K.; Monroy, J.; Quach, D.; Reichert, J.; Ryd, A.; Smolenski, K.; Strohman, C.; Tao, Z.; Thom, J.; Tucker, J. M.; Wittich, P.; Zientek, M.; Alyari, M.; Bakshi, A.; Berry, D. R.; Bolla, G.; Burkett, K.; Butler, D.; Canepa, A.; Cheung, H.; Derylo, G.; Ghosh, A.; Gingu, C.; Gonzalez, H.; Grunendahl, S.; Hasegawa, S.; Johnson, M.; Kwan, S.; Lei, C. M.; Lipton, R.; Liu, M.; Los, S.; Outschoorn, V. M.; Merkel, P.; Nahn, S.; Prosser, A.; Ravera, F.; Rivera, R.; Schneider, B.; Spalding, W. J.; Spiegel, L.; Timpone, S.; Uplegger, L.; Verzocchi, M.; Voirin, E.; Weber, H. A.; Habibullah, R.; Yohay, R.; Gonzalez, H. B.; Chen, X.; Dittmer, S.; Evdokimov, A.; Evdokimov, O.; Gerber, C. E.; Hofman, D. J.; Mills, C.; Roy, T.; Rudrabhatla, S.; Yoo, J.; Alhusseini, M.; Durgut, S.; Nachtman, J.; Onel, Y.; Rude, C.; Snyder, C.; Yi, K.; Eminizer, N.; Gritsan, A.; Kyriacou, S.; Maksimovic, P.; Suarez, C. M.; Roskes, J.; Swartz, M.; Vami, T.; Baringer, P.; Bean, A.; Flowers, Z.; Khalil, S.; King, J. W.; Kropivnitskaya, A.; Schmitz, E.; Wilson, G.; Ivanov, A.; Mitchell, T.; Modak, A.; Taylor, R.; Acosta, J. G.; Cremaldi, L. M.; Oliveros, S.; Perera, L.; Summers, D.; Bloom, K.; Claes, D. R.; Fangmeier, C.; Golf, F.; Kravchenko, I.; Siado, J.; Iashvili, I.; Kharchilava, A.; Mclean, C.; Nguyen, D.; Parker, A.; Pekkanen, J.; Rappoccio, S.; Li, J.; Parker, A.; Skinnari, L.; Hahn, K.; Liu, Y.; Sung, K.; Alimena, J.; Cardwell, B.; Francis, B.; Hill, C. S.; Malik, S.; Norberg, S.; Vargas, J. E. R.; Chawla, R.; Das, S.; Gurdasani, S.; Jones, M.; Jung, A.; Koshy, A.; Negro, G.; Thieman, J.; Cheng, T.; Dolen, J.; Parashar, N.; Ecklund, K. M.; Freed, S.; Kilpatrick, M.; Kumar, A.; Nussbaum, T.; Demina, R.; Dulemba, J.; Hindrichs, O.; Bartz, E.; Gandrakotra, A.; Gershtein, Y.; Halkiadakis, E.; Hart, A.; Lath, A.; Nash, K.; Osherson, M.; Schnetzer, S.; Stone, R.; Eusebi, R.; D'Angelo, P.; Johns, W.; Padeken, K. O.

doi:10.1088/1748-0221/16/02/P02027

The CMS detector at the CERN LHC features a silicon pixel detector as its innermost subdetector. The original CMS pixel detector has been replaced with an upgraded pixel system (CMS Phase-1 pixel detector) in the extended year-end technical stop of the LHC in 2016/2017. The upgraded CMS pixel detector is designed to cope with the higher instantaneous luminosities that have been achieved by the LHC after the upgrades to the accelerator during the first long shutdown in 2013-2014. Compared to the original pixel detector, the upgraded detector has a better tracking performance and lower mass with four barrel layers and three endcap disks on each side to provide hit coverage up to an absolute value of pseudorapidity of 2.5. This paper describes the design and construction of the CMS Phase-1 pixel detector as well as its performance from commissioning to early operation in collision data-taking.