• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2009 Fiscal Year Annual Research Report

P型シリコンを用いた高耐放射線性マイクロストリップ検出器の開発

Research Project

Project/Area Number 20540291
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

原 和彦  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (20218613)

Keywordsp型シリコン検出器 / スーパーLHC / 放射線耐性 / 電極分離構造 / マイクロストリップ
Research Abstract

シリコン半導体技術を用いたマイクロストリップ型検出器は、荷電粒子の高精度な位置測定のために高エネルギー実験では不可欠の装置になっている。現在までに建設された検出器はN型バルクを用いたものであったが、LHC(大ハドロン衝突器)の増強計画であるsLHCのような高輝度実験では、放射線による全空乏化電圧の上昇のためにセンサーは作動できなくなる。我々は、システムの耐圧に達した場合は、部分空乏化の状態でも作動させることができるP型バルクを用いたセンサーを開発している。
市場々調達できるP型ウェハーを用いて電極間信号分離P-STOPの構造や濃度、P-SPRAYの濃度を変え試験センサーを試作し、陽子線や中性子線を約1×10^<15>1-MeV中性子相当/cm^2まで照射することで、センサー性能の評価を行った。
試験センサー(1cm^2)の照射による暗電流の増加はN型センサーの上昇と同じ程度であることが分かり、また耐圧性能は向上する傾向となることが分かった。収集電荷量はβ線を用いて評価し、10^<15>/cm^2照射後の未照射とめ比は500Vのバイアス電圧で、陽子照射では約0.5、中性子照射では0.4となった。これらの結果から、sLHCでも使用できる性能の検出器が試作できたと判断できる。全空乏化電圧は、中性子照射による変化がやや多く、また、電極間分離など表面損傷に関しては、絶縁膜に蓄積される電荷量が支配的であるため、中性子による損傷は陽子よりも軽減されることが分かった。
残された研究項目として、パンチスルー機構達成のメカニズムの理解がある。特に、陽子、中性子照射による損傷の違いの評価、およびγ線を用いて、実際に近い低放射線量の状態での電極間分離を含めた表面状態の評価を行う必要がある。

  • Research Products

    (8 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Development of Radiation Hard N^+on-P Silicon Microstrip Sensors for Super LHC2009

    • Author(s)
      K.Hara, 他
    • Journal Title

      IEEE Trans.Nucl.Sci. 56-2

      Pages: 2896-2904

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance of Low-Mass and High Thermal Conductivity Hybrid for High Track Density Environment2009

    • Author(s)
      Y.Ikegami, 他
    • Journal Title

      IEEE Nucl Sci.Conf.Record N13

      Pages: 174

  • [Journal Article] Interstrip Characteristics of n-on-p FZ Silicon Detectors2008

    • Author(s)
      S.Londgren, 他
    • Journal Title

      IEEE Nucl Sci.Conf.Record N08

      Pages: 2

  • [Presentation] SLHC実験に用いる高放射線耐性P型シリコンマイクロストリップセンサーの開発2010

    • Author(s)
      高橋優, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] SLHC用P型シリコン飛跡検出器の放射線によるバルク部損傷の評価2009

    • Author(s)
      三井真吾, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      甲南大学
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] SLHCに用いるp型マイクロストリップセンサーの放射線耐性2009

    • Author(s)
      山田美帆, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      甲南大学
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] Testing of bulk radiation damage of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment2009

    • Author(s)
      K.Hara, 他
    • Organizer
      7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
    • Place of Presentation
      広島市
    • Year and Date
      2009-08-30
  • [Presentation] Testing of surface properties pre-rad and post rad of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment2009

    • Author(s)
      H.Sadronzinski, 他
    • Organizer
      7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
    • Place of Presentation
      広島市
    • Year and Date
      2009-08-29

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi