| 研究課題/領域番号 |
09354003
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
素粒子・核・宇宙線
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| 研究機関 | 高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
池田 博一 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (10132680)
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| 研究分担者 |
福永 力 東京都立大学, 教養部, 助教授 (00189961)
田島 宏泰 (田島 宏康 / 田島 広康) 東京大学, 理学部, 助手 (80222107)
松田 武 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (10029564)
奥野 祥二 (奥野 祥ニ) 神奈川大学, 工学部, 助手 (90281451)
斉藤 豊 インターチップ(株), 開発部, 部長
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
21,900千円 (直接経費: 21,900千円)
1999年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
1998年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1997年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
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| キーワード | 高エネルギー物理学 / 飛跡検出器 / シリコン検出器 / CMOS前置増幅器 / CMOS集積回路 / 高速熱窒化法 / 放射線損傷 / ラド・ハード / 秘跡検出器 / CMOS・VLSI |
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| 研究概要 |
高エネルギー物理学における将来の高輝度衝突型加速器実験への応用を目的として、シリコン・ストリップまたはピクセル検出器をそれらの読み出し回路とともに同一シリコン・ウェハー上に作り込むための基礎技術の開発を行った。これらの読み出し回路は荷電粒子やガンマ線による放射線被爆を受けるため、その性能は、放射線量の累積によって必然的に劣化をきたすものである。この劣化を一定の許容され得るレベルに維持するための技術が耐放射線化の技術である。本研究では特にCMOS集積回路についてゲート酸化膜の耐放射線化を主要な観点として研究を開始した。まず、高速熱窒化法による耐放射能化に着目し、1.2ミクロンCMOSプロセスについてこれを適用し一定の耐放射性の向上を確認することができた。しかし、1.2ミクロンCMOSプロセスにおける酸化膜厚みによる制限及び半導体プロセス条件による制約があることから、あわせて、微細化の方向を目指すことが有効であることが判明した。そこで、シリコンストリップ検出器用に設計された多チャンネルCMOS前置増幅回路を制作し、その機能試験、及び雑音性能において飛躍的な改善を得ることができた。これは0.8ミクロプロセスを採用したことによる直接的な成果である。具体的には1.2ミクロンプロセスによるCMOS前置増幅回路の雑音性能との比較で入力容量の増加に対する雑音電子数の増加を半分以下(10e/pF)にすることができたことである。これは、本集積回路の具体的応用の可能性を拡大するものとして期待することができる。さらに、放射照射後の雑音性能の劣化については、照射後の雑音特性を単位照射量あたり雑音スロープの増加量は1.2ミクロンプロセスによるCMOS前置増幅回路との比較において1/10以下(0.06e/pF/krad)となっていることが判った。これは、本集積回路が過酷な放射線環境においても有用性を維持することができることを示すものである。
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