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Development of pixel sensors based on SOI technology.

基于SOI技术的像素传感器的开发。

基本信息

批准号：
18204027
负责人：
TORU Tsuboyama
金额：
$ 22.8万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18204027/
关键词：
Particle detection SOI device Sensor technology Imaging Pixel Devices SOIデバイス SoIデバイス

项目摘要

SOI is a semiconductor technology, where the low-resistivity silicon is developed on a Si02 insulator layer above usual silicon wafers. The technology enables Thster CMOS circuit than normal bulk CMOS process. If high-resistivity silicon is used for the wafer and the signal charge induced in the wafer can be processed by the CMOS circuit above the Si02 layer a monolithic radiation sensor can be produced. Because of the deep sub-micron technology, afine pixel sensor such as 20 prax 20 pm, that is suitable for particle traeking and X ray imaging, can be produced.In this study, we collaborated with OM Electric, a major SOI foundry in Japan., we developed a monolithic pixel sensor. In parallel, basic studies such as a TCAD simulation, radiation hardness, high performance analogue circuit were done.2006 Activities: Several test chips and 128x128 pixel sensor was processed with SOI technology. We confirmed the functionality of the device and sensitivity to pulsed laser light and minimum-ionizing particles. The capability of imaging is also demonstrated. In parallel, basic study of implantation energy was done in TCAD (device and semiconductor simulation tool) and improvement of break-down voltage is really achieved. The radiation tolerance was measured. We confirmed the SOI CMOS circuit can be operated above 30 M rad γ ray irradiation and 10^<15>/cm^2neuiron flux.2007 Activities: Encouraged by the result of 2007 developments, a prototype pixel sensor dedicated for for the upgrade detector for the Super KEKB project is designed and processed. The preliminary measurement shows the static properties of sensor part (I-V characteristics) is satisfactory. The test of dynamic properties is still in progress and the result will be published soon.

SOI是一种半导体技术，其中低阻硅是在普通硅片之上的二氧化硅绝缘层上开发的。该技术使Thster电路比常规的体硅工艺更具优势。如果硅片采用高阻硅，硅片中感应出的信号电荷可以通过二氧化硅层以上的电路进行处理，就可以制作出单片辐射传感器。由于深亚微米技术，可以生产出适合于粒子跟踪和X射线成像的像20Prax 20 PM这样的微像素传感器。在本研究中，我们与日本主要的SOI代工厂OM Electric合作，开发了一种单片式像素传感器。同时，进行了TCAD模拟、抗辐射性能、高性能模拟电路等基础研究。2006年活动：采用SOI技术对多个测试芯片和128×128像素传感器进行了加工。我们确认了该装置的功能以及对脉冲激光和最小电离粒子的灵敏度。并对成像能力进行了验证。同时，在器件与半导体仿真工具TCAD中对注入能量进行了基础研究，真正实现了击穿电压的改善。测量其辐射耐受性。我们确认该SOI芯片可以在30Mradγ射线辐照和10M；15；/cm^2neuIron流量下工作。2007年活动：受2007年的开发成果鼓舞，为Super KEKB项目升级探测器设计并加工了一款像素传感器样机。初步测试表明，传感器部分的静态性能(I-V特性)是令人满意的。动力性能测试仍在进行中，测试结果将很快公布。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

R ＆ D of a pixel sensor based on 0.15 μm fully depleted SOI technology

基于0.15μm全耗尽型SOI技术的像素传感器研发

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Nuclear Instruments and Method A (in press)
影响因子：
0
作者：
T.Tsuboyama;Y.Arai et al.
通讯作者：
Y.Arai et al.

Evaluation of OKI SOI technology

OKI SOI技术评价

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Nucl.Instr.and Meth A 579
影响因子：
0
作者：
池上陽一(KEK);他
通讯作者：
他

SOI pixel developments in a 0.15 μ m technology

0.15 μm 技术的 SOI 像素开发

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record. N4-2
影响因子：
0
作者：
Masako Yamada;Yoshihisa Iwashita;Masahiro Ichikawa;Takanori Sugimoto;Hiromu Tonga;Hiroshi Fujisawa;Hirohiko M.Shimizu;Takashi Ino;Kenji Mishima;Kaoru Taketani;Tamaki Yoshioka;Suguru Muto;Takahiro Morishima;Takayuki Oku;Jun-ichi Suzuki;Taken;Y.Sakamura;Kazuhiro Ishige;Hirokazu Ikeda;M.Sakamoto;飯田雅人;松本裕子;Yasuo Arai
通讯作者：
Yasuo Arai

Total Dose Effects on 0.15μ m FD-SOI CMOS Transistors

0.15μm FD-SOI CMOS 晶体管的总剂量效应

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record N44-6
影响因子：
0
作者：
Masako Yamada;Yoshihisa Iwashita;Masahiro Ichikawa;Takanori Sugimoto;Hiromu Tonga;Hiroshi Fujisawa;Hirohiko M.Shimizu;Takashi Ino;Kenji Mishima;Kaoru Taketani;Tamaki Yoshioka;Suguru Muto;Takahiro Morishima;Takayuki Oku;Jun-ichi Suzuki;Taken;Y.Sakamura;Kazuhiro Ishige;Hirokazu Ikeda
通讯作者：
Hirokazu Ikeda

Deep sub-micron FD-SOI for front-end application

用于前端应用的深亚微米FD-SOI