| 研究課題/領域番号 |
19H00692
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
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, 素粒子原子核研究所, シニアフェロー (80188622)
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| 研究分担者 |
山田 美帆 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教 (90714668)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 素粒子用ピクセル検出器 / 3D積層技術 / 放射線耐性 / CMOSデバイス |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、現在稼働中のSuper KEKB 実験のピクセル検出器の性能向上のために用いるセンサーの開発をSOI技術を用いて行うことである。
SOIPIXは素粒子センサー基板にCMOS電子回路を直接形成する技術であり、高機能で放射線耐性を持つ素粒子検出器が製造可能であり、これまでも多彩な特徴をもつセンサー が開発されてきた。さらにSOIPIX センサーに信号処理 CMOS チップを直接接合し各ピクセルで複数の電気的接続を行う3D 積層技術を採用することで、微細ピクセルにSuper KEKB実験から要求される高度な信号処理機能を持たせることができる。本研究では、SOIPIX センサーにメモリー層・読み出し回路層を3D 積層をすることで、ピクセルサイズを約半分に改善し、測定器のバックグラウンド耐性と物理解析性能を格 段に向上させる事を目標とした。
2019年度は3Dピクセルセンサーの評価を行った。その結果、積層した回路チップへの信号接続率99.7%以上が達成された。その結果は国内外の学会で発表を行い、国際的学術誌NIMなどで論文を発表した。
2020-2022年度：SuperKEKB実験で予定される加速器の高輝度化に対応するピクセルセンサーDuTiPの開発を行った。DuTiPは「2タイマーピクセル」を意味し、加速器で発生する大量のバックグラウンドが真の物理信号を覆い隠すことを防止する。その結果、雑音混入を従来のピクセルセンサーの1/200に抑制することができる。2020年にはチップサイズ6mm x 6mmのDuTiP1、2021年には6mmx18mmの DuTiP2 ピクセルセンサーを設計／製造し評価を行った。2022年にはDuTiP1でβ線の検出に成功し、測定効率が99%以上であることを示した。この結果は日本物理学会で報告した。DuTiPの評価は継続する予定である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 備考 |
(1) は開発グループの情報ページ (2)は過去の科研費で構築したページの流用です。
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