| 研究課題/領域番号 |
22K18721
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分16:天文学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鶴 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (10243007)
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| 研究分担者 |
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)
松前 貴司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10807431)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| キーワード | ゲルマニウム撮像素子 / 異種半導体常温接合 / X線撮像素子 / 赤外線撮像素子 |
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| 研究成果の概要 |
SiとGeの半導体結晶の接合技術「常温SAB」を用いて，0.5-100keVの広帯域X線・ガンマ線と，0.3-1.8μmの可視光・近赤外線を一気に観測可能な「Si-Ge一体型撮像素子」の開発研究を行った．Si-Ge単素子をSABでプロセスし，3つのアニーリング条件からベストの素子に対し光反応を評価した．その結果，Siは吸収しない赤外線による光電流を観測し, Si-Geの基本コンセプトを確認できた．次に撮像素子のプロセス上の課題として，Si側にX線SOI素子を利用し, 接合時にGeチップのエッジを丸くする必要を明らかにした．今後この改良を行うことでSi-Ge撮像素子が完成すると期待している．
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| 自由記述の分野 |
天文学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はSi-Ge一体型撮像素子への第１歩であり，その実現は下記の意義がある．現状のSi以外の素材の2次元ピクセル撮像素子は全てバンプボンディングを介して2次元ASICで読み出す．これは複雑・高価で性能に限界がある．Si-Ge一体型は，自然な結晶接合を利用するので，安価で構造も強固である．ピクセルサイズや読み出しノイズなどの性能は，ベースのSi素子で決まり，高性能化が見込める．Ge以外も接合可能である．これは米国が独占している近赤外線領域では極めて重要である．低コストが重要な社会実装でも本研究の応用が見込める．例えば太陽光の影響がない赤外線TOFによる距離計測などに応用可能だろう．
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