P型半導体によるSLHC対応のシリコンマイクロストリップ測定器開発

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20025007
• 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
• 研究代表者: 海野 義信 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, 准教授 (40151956)
• キーワード: 素粒子実験 / 国際協力 / デバイス設計・製造プロセ / ス放射線・X線・粒子

研究概要

「国際的研究開発プログラム」
SLHCに向けたふたつの国際協力、シリコンマイクロストリップセンサー開発とプラナーピクセルセンサー開発に参加。6月およびll月に欧州原子核研究機構(CERN)での研究集会にて、ストリップセンサーセッションの座長を勤め、またセンサー開発状況・日本での放射線損傷試験・ハイブリッド開発について発表。プラナープラナーピクセルセンサーセッションではピクセルセンサーの日本での製造状況について発表。先端の研究状況を相互に理解するとともに開発の競争・協力関係を築いている。
「p型シリコンマイクロストリップセンサーの放射線損傷と耐放射線性の高度化」
ホットエレクトロン装置によりマイクロディスチャージ発生点を同定、TCADシミュレーションプログラムにより発生電圧の構造依存性を評価。結果として、p型シリコン基材を使用するn一ストリップ読み出しセンサーの10cm角の大型シリコンマイクロストリップセンサーにおいても、空乏化電圧1kVまでマイクロディスチャージを発生しないセンサーを開発した。1kVの空乏化電圧はSLHCで予想されるストリップセンサー領域で予想される空乏化電圧であり、この大型センサーの完成によりSLHCでのストリップセンサーに目処が立ったと言える。
「シリコン半導体飛跡測定器の構造及び熱設計の手法の確立」
ヒータやダミーシリコンを用いた熱評価モジュールを評価し、限要素法と良い一致結果を得ている。ダミーハイブリッドによるワイヤー本ディングの評価から、ASIC+4層ラミネートハイブリッド+カーボン材の裏打ち構造の強度評価・最小厚を決定。実機センサーと実機ハイブリッドを組合せた実機モジュールの強度評価・熱設計と有限要素法との一致度を評価中。最終評価を得るにはもうしばらく時間が必要。

研究成果

• [雑誌論文] Development of n-in-p silicon sensors for very high radiation environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of surface structures in n-in-p silicon sensors using TCAD simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing of bulk radiation damage of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hara, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing of surface properties pre-rad and post rad of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Lindgren, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing of large area n-in-p silicon sensors intended for a very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Mikestikova, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of low-mass, high-density, hybrid for the silicon microstrip sensors in very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ikegami, 他
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of radiation-tolerant silicon microstrip sensor for the ATLAS inner tracker at the SLHC (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno et al.
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. (未定, 掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SLHC upgrade of the ATLAS SCT Tracker (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno
  • 雑誌名: Nucl.Instr.Meth. A612 ページ: 439-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interstrip Characteristics of n-on-p FZ Silicon Detectors (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Lindgren, 他
  • 雑誌名: 2009 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record N08-2 ページ: 157-162
• [雑誌論文] Performance of Low-Mass and High Thermal Conductivity Hybrid for High Track Density Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ikegami, 他
  • 雑誌名: 2009 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record N13-172 ページ: 779-781
• [雑誌論文] Development of Radiation Hard N+-on-P Silicon Microstrip Sensors for Super LHC (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hara, 他
  • 雑誌名: IEEE Trans.on Nucl.Sci. 56-5 ページ: 468-473
  • 査読あり
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 高橋優, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] Development of n-in-p silicon strip and pixel sensors for very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno, 他
  • 学会等名: The 5^<th> "Trento" Workshop on Advanced Silicon and Radiation Detectors
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 20100224-20100226
• [学会発表] Development of silicon strip module for very high radiation environment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ikegami, 他
  • 学会等名: The 5^<th> "Trento" Workshop on Advanced Silicon and Radiation Detectors
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 20100224-20100226
• [学会発表] Surface effects in irradiated silicon sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sadrozinski, 他
  • 学会等名: The 5^<th> "Trento" Workshop on Advanced Silicon and Radiation Detectors
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 20100224-20100226
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 山田美帆, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 20090910-20090913
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 三井真吾, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 20090910-20090913
• [学会発表] Development of n-on-p Silicon Sensors for very high radiation environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [学会発表] Optimization of surface structures in n-in-p silicon sensors using TCAD simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Unno, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [学会発表] Testing of bulk radiation damage of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hara, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [学会発表] Testing of surface properties pre-rad and post rad of n-in-p silicon sensor for very high radiation environment (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sadronzinski, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [学会発表] Testing of large area n-in-p silicon sensors intended for a very high radiation environment (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Mikestikova, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [学会発表] Development of low-mass, high-density, hybrid for the silicon microstrip sensors in very high radiation environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ikegami, 他
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Devices
  • 発表場所: 広島市国際会議場
  • 年月日: 20090829-20090901
• [備考]
  • URL: http://jsdhpl.kek.jp/~www/UnnoH20H21Koubo/home.html