Gluing of the thinned pixel sensors to the beam pipe for collider experiments.
Project/Area Number |
21K18633
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
Principal Investigator |
坪山 透 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, シニアフェロー (80188622)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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Keywords | ピクセルセンサー / 素粒子実験 / MEMS技術 / バーテックス検出器 / CMOSモノリシックセンサー / 素粒子物理実験 / CMOSデバイス / シリコンウエファ薄化 / MEMS / フレキシブル回路実装 |
Outline of Research at the Start |
通常のシリコンウエファ高い剛性を持つが、50 μm程度以下に薄化すると柔軟性を持つ。素粒子物理学で従来用いられてきたピクセルセンサーは形状が平面であり、真空パイプの周囲に多角柱状に配置されていた。薄化したピクセルセンサーを真空パイプに直接貼り付けることができれば、ピクセルセンサーをビーム衝突点により近づけることができる。またビームパイプでシリコンセンサーの熱を取り去ることができるため、センサー固定と冷却のための物質が低減でき、ピクセルセンサーの性能を有効に使えるため、物理現象の解明に役立つ。 センサーを柔軟にすることで、素粒子実験のみならず、シリコンセンサーの応用範囲を広げることを目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は本研究に使用するSOI pixel センサーの評価方法を確立した。このピクセルセンサー読み出し方式は、新しいコンセプトに基づくフルデジタル回路であるため、評価方法を決めること自身に期間がかかった。評価結果は良好で、日本物理学会で報告した。さらに、同ピクセルセンサーを薄化したチップを試験用パッケージへに実装し、評価を開始した。 最終評価は2023年度に行うが、そのために必要なフレキシブル回路のプロトタイプをリジッド基板で試作した。並行してフレキシブル基板の検討を外部の専門家と行い、設計を開始した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度の実装と評価に向け、ピクセルセンサー試験方法を確立することができた。試験的に薄化したセンサーの実装試験を行なった。また実験に用いるフレキシブル回路のプロトタイプ基板をリジッド基板で製造することができた。
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Strategy for Future Research Activity |
リジッド基板で確認した評価用回路基板をフレキシブル基板で製造し、薄化したセンサーを実装する。最終的には円筒形に変形させた状態でのセンサー実装/性能評価を行う予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)