[ca] Aquesta tesi tracta el desenvolupament, la fabricació i la caracterització de detectors de silici 3D fabricats al Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM) de Barcelona. Degut a l'actualització del High Luminosity- LHC del detector ATLAS i el possible Future Circular Collider, és necessària una investigació exhaustiva dels detectors de píxels 3D, utilitzats com sensors de traça de partícules. Cal avaluar les capacitats del detector i s'ha de desenvolupar una nova generació de dispositius que sigui capaç de complir amb els estrictes requisits dels col·lisionadors més potents. Els detectors de píxels 3D, ja emprats en Inserible B-Layer (IBL) i en l'ATLAS Forward Proton (AFP) (tots dos instal·lats en el detector ATLAS), es van fabricar amb tecnologia de doble cara amb una cel·la de píxel de 50x250 μm2 i gruix de 230 μm. La nova generació de sensors 3D per al detector Inner Tracker (ITK) d'ATLAS es fabricarà en tecnologia d'una sola cara amb cel·les de píxels de 50x50 μm2 i 25x100 μm2 i un gruix de 150 μm. La disminució de la mida dels píxels ve dictada per motius d'ocupació i té com a objectiu millorar la resolució espacial. Al passar de la primera (detectors 3D fabricats amb tecnologia de doble cara) a la nova generació (detectors 3D fabricats amb tecnologia d'una sola cara), es va produir un lot de I+D amb oblies de 230 μm de gruix i amb cel·les de píxels més petites; una investigació dels detectors de silici 3D irradiats a fluències com les esperades per al ITK és el tema de el capítol 3. A continuació, els capítols 4 i 5 estan dedicats als passos més importants per a la fabricació dels detectors en tecnologia d'una sola cara que es descriu en el capítol 6. Es presenten els detectors de píxels 3D amb nou disseny i la caracterització elèctrica es realitza a nivell d'oblia. Finalment, els dispositius pertanyents a les dues generacions són irradiats a fluències extremes i es presenta una primera investigació com a possibles detectors per a futures instal·lacions de col·lisionadors més potents.

[en] This thesis is devoted to the development, fabrication and characterisation of the 3D silicon detectors fabricated at the Centro Nacional de Microelectronica (IMB-CNM) in Barcelona. In the view of the High Luminosity-LHC upgrade of the ATLAS detector and the possible Future Circular Collider, a thorough investigation of the 3D pixel detectors, used as a tracking sensors, is necessary. The detector capabilities have to be evaluated and a new generation of devices that is able to fulfill the stringent requirements of the more powerful colliders must be developed. The 3D pixel detectors, already employed in Insertable B-Layer (IBL) and in ATLAS Forward Proton (AFP) (both installed in ATLAS detector), were fabricated in double sided technology with a pixel cell of 50x250 µm2 and thickness of 230 µm. The new 3D sensor generation for the Inner Tracker (ITk) of ATLAS detector upgrade will be fabricated in single sided technology with pixel cells of 50x50 µm2 and 25x100 µm2 and thickness of 150 µm. The decrease of the pixel dimensions are dictated by occupancy reasons and aims to improve the resolution and the level of the radiation tolerance. In going from the _rst (3D detectors fabricated in double sided technology) to the novel generation (3D detectors fabricated in single sided technology), a R&D batch of 230 µm thick wafers with smaller pixel cells was produced; an investigation of the 3D silicon detectors irradiated at fuences such as those expected for the ITk is the subject of chapter 3. Following that, chapters 4 and 5 are devoted to the more important steps for the manufacturing the detectors in single sided technology which is described in chapter 6. The 3D pixel detectors with new design are presented and the electrical characterisation is performed at the wafer level. Finally, the devices belonging to the two generations are irradiated at extreme fuences and first investigation as possible tracking detectors for future more powerful collider facilities is presented.