2015 Fiscal Year Annual Research Report
ダストに隠された宇宙の物質進化を暴く 極低温SOI赤外線イメージングの開拓
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
25109005
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
和田 武彦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50312202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田 英宏 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30301724)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 赤外線検出器 / 極低温集積回路 / FD-SOI CMOS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、最終開発目標である32x32素子BIB型ゲルマニウム画像センサー開発に用いられる、読みだし集積回路とゲルマニウム材料の製造を行なった。また、昨年度開発した9x9画素シリコン基板支持型ゲルマニウム遠赤外線画像センサーの極低温冷却試験を行なった。冷却／昇温中の抵抗値をモニターすることで、赤外線検出器/読みだし集積回路の積層部（ナノ粒子金バンプ）とゲルマニウム赤外線検出器が温度300Kから3Kまでのサーマルサイクルで破壊しないことを確かめた。加えて、9x9素子のうち40素子に関して常温ならびに極低温での抵抗値を測定することで、画素間での特性のばらつきも小さいことを確かめた。さらに、大型画像センサー開発の準備として、128x128素子の積層実験をおこなった。最終年度に予定している気球観測実験に用いる冷凍器を購入した。
また、これまでの研究成果、FD-SOI CMOS 集積回路の開発成果、表面活性ウエハー接合を用いたBIB型ゲルマニウム検出器の性能評価結果、シリコン基板支持ゲルマニウム遠赤外線センサーとFD-SOI CMOS読みだし集積回路を組み合わせた9x9素子画像センサーの開発成果をそれぞれフランスグルノーブルで開かれた国際学会"International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD-16)"にて発表した。また、それらを3編の論文にまとめて投稿し"Journal of Low Temperature Physics"誌に査読論文として掲載された。
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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
当初の計画どおり、32x32画素のFD-SOI CMOS 極低温動作読み出し集積回路の開発を行った。追加配算により、将来の大型化を目指した、128x128画素のナノ粒子金バンプ試験素子の製作を行えた。MBE装置の不具合により、高性能透明電極の作成が遅れており、バックアップとして、イオン打ち込みと熱アニーリングによる従来型の透明電極作成条件の探索を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画どおり、シリコン基板支持構造をもつBIB型遠赤外線センサーを開発する。また、すでに製作した、FD-SOI CMOS 極低温読み出し集積回路との積層実験を行う。引き続きMBEを用いた高性能透明電極の作成条件の探索を行う。
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[Journal Article] Development for Germanium Blocked Impurity Band Far-Infrared Image Sensors with Fully-Depleted Silicon-On-Insulator CMOS Readout Integrated Circuit2016
Author(s)
Wada, T.; Arai, Y.; Baba, S.; Hanaoka, M.; Hattori, Y.; Ikeda, H.; Kaneda, H.; Kochi, C.; Miyachi, A.; Nagase, K.; Nakaya, H.; Ohno, M.; Oyabu, S.; Suzuki, T.; Ukai, S.; Watanabe, K.; Yamamoto, K.
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Journal Title
Journal of Low Temperature Physics
Volume: online first
Pages: 1--8
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Development of Blocked-Impurity-Band-Type Ge Detectors Fabricated with the Surface-Activated Wafer Bonding Method for Far-Infrared Astronomy2016
Author(s)
Hanaoka, M.; Kaneda, H.; Oyabu, S.; Yamagishi, M.; Hattori, Y.; Ukai, S.; Shichi, K.; Wada, T.; Suzuki, T.; Watanabe, K.; Nagase, K.; Baba, S.; Kochi, C.
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Journal Title
Journal of Low Temperature Physics
Volume: online first
Pages: 1--6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A Demonstration of TIA Using FD-SOI CMOS OPAMP for Far-Infrared Astronomy2016
Author(s)
Nagase, Koichi; Wada, Takehiko; Ikeda, Hirokazu; Arai, Yasuo; Ohno, Morifumi; Hanaoka, Misaki; Kanada, Hidehiro; Oyabu, Shinki; Hattori, Yasuki; Ukai, Sota; Suzuki, Toyoaki; Watanabe, Kentaroh; Baba, Shunsuke; Kochi, Chihiro; Yamamoto, Keita
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Journal Title
Journal of Low Temperature Physics
Volume: online first
Pages: 1--5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Development of Far-Infrared Image Sensor2015
Author(s)
Takehiko Wada, H. Kaneda, Y. Arai, S. Baba, M. Hanaoka, Y. Hattori, H. Ikeda, C. Kochi, A. Miyaji, K. Nagase, H. Nakaya, M. Ohno, S. Oyabu, T. Suzuki, S. Ukai, K. Watanabe, K.Yamamoto
Organizer
International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015)
Place of Presentation
Tohoku University, Sendai, Japan
Year and Date
2015-06-02 – 2015-06-06
Int'l Joint Research
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