The CMS Phase-1 Pixel Detector Upgrade

(CMS Collaboration) 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.; Lowette, S.; Moortgat, S.; Morton, A.; Skovpen, K.; Sahasransu, A. R.; Bols, E. Sorensen; 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. Vidal; Vischia, P.; Zobec, J.; Brigljevic, V; Ferencek, D.; Majumder, D.; 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. Silva; 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.; Vander Donckt, M.; 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.; De Wit, A.; 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. Centis; 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, Ch; 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.; Boegelspacher, F.; Butz, E.; Caselle, M.; Colombo, F.; De Boer, W.; Dierlamm, A.; El Morabit, K.; Freund, B.; Gosewisch, J-O; Hartmann, F.; Heindl, S.; Hunt, J.; Husemann, U.; Koppenhoefer, R.; Kudella, S.; Maier, S.; Mallows, S.; Metzler, M.; Muller, Th; Musich, M.; Nuernberg, A.; Sander, O.; Schell, D.; Schroeder, 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.; 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.; Fano, 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. Roy; 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.; Curras Rivera, E.; Duarte Campderros, J.; Fernandez, M.; Alonso, A. Garcia; Gomez, G.; Gonzalez Sanchez, F. J.; Jaramillo Echeverria, R.; 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. Jara; 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. Mateos; Mersi, S.; Michelis, S.; Onnela, A.; Orfanelli, S.; Pakulski, T.; Papadopoulos, A.; Pavis, S.; Peisert, A.; Perez, A.; Gomez, F. Perez; 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. Hernandez; 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; Lu, R-S; Moya, M.; Burns, D.; Clement, E.; Cussans, D.; Goldstein, J.; El Nasr-Storey, S. Seif; 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. Vargas; 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. Bordlemay; 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. Martinez; 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. Becerril; 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. Mantilla; 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. Ramirez; 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.; Johns, W.; D'Angelo, P.; Padeken, K. O. (2021) The CMS Phase-1 Pixel Detector Upgrade. Journal of Instrumentation, 16 (2). ISSN 1748-0221

	PDF - Published Version - article Available under License Creative Commons Attribution. Download (18MB)
	PDF - Submitted Version - article Available under License Creative Commons Attribution. Download (18MB)

Abstract

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.

Item Type:	Article
Uncontrolled Keywords:	instrumentation for particle accelerators and storage rings; high energy; linear accelerators; synchrotrons; particle tracking detectors; detector design and construction technologies and materials; detector alignment and calibration methods; lasers; sources; particle-beams
Subjects:	NATURAL SCIENCES NATURAL SCIENCES > Physics
Divisions:	Division of Experimental Physics
Depositing User:	Virna Brumnić
Date Deposited:	25 Mar 2026 11:04
URI:	http://fulir.irb.hr/id/eprint/11468
DOI:	10.1088/1748-0221/16/02/P02027

Actions (login required)

View Item