2017 Fiscal Year Annual Research Report
Research on SOI 3D pixel process
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
25109002
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
新井 康夫 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, 特別教授 (90167990)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉知 郁生 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 特別教授 (00533944)
三好 敏喜 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, 研究機関講師 (20470015)
井田 次郎 金沢工業大学, 工学部, 教授 (60506450)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 半導体 / Silicon On Insulator / 放射線センサ / 先端機能デバイス / 微細加工プロセス / 量子線イメージング / 3次元積層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は最終年度で、SOIプロセス及び各種検出器の完成を目指した。多くのチップを一緒にプロセスするMPWランを６月及び11月に行い、他の研究班がサブミットした検出器を含め完成させた。但し、２回目のMPWランにおいて想定外のトラブルが起こり製造が３ケ月遅延してしまったが、予算の一部繰り越しが認められ、研究員を3ヶ月雇用延長することにより、当初予定していた検出器試験・評価をほぼ完了する事が出来た。
我々が開発した2層SOIウエハ(DSOI)技術により、これまで問題があった干渉・放射線耐性等の課題を解決する事が出来たが、新たにDSOIウエハの製造及び品質上の問題が顕在化してきた。この解決を目指し、Technology CAD (TCAD)を用い、新しいセンサ構造Pinned Depleted Diode (PDD)を開発すした。この結果、リーク電流を1.5桁低減し、ノイズレベルも8.5電子まで減少させる事が出来た。
Si基板をさらに積層する３次元垂直積層技術の開発も進み、これまで30um角領域を必要としていたピクセル回路機能を、20um角（面積44%)のサイズに納める事が出来、さらなる微小画素化に道をつけた。また新しい素子であるSuper Steep Transistorも性能向上が進み、超低消費電力回路への応用が広がった。
International Linear Collider (ILC)実験用に開発しているSOFIST検出器では、米国Fermi研究所の120GeV/c陽子ビームを使った実験結果から、1.2umの位置分解能と2.2usの時間分解能を同時に達成出来た。これまでモノリシック検出器で、この性能での位置と時間の同時測定が達成されたことはなく、世界初の成果である。
また、フランス、ポーランド、中国からの研究者を受け入れる事で国際協力も進展した。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
