超薄型大面積シリコン位置検出器の開発

超薄大面积硅位置检测器的研制

• 批准号: 03650035
• 负责人: 長谷部 信行
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650035/
• 关键词: シリコン検出器; 二次元位置検出器; 抵抗分割型; 位置直線性; 肉厚の一様性

エッチング法による50μm厚の彼置有感型シリコン検出器を試作(浜松フォトニクス製)し、重イオンを利用して検出器の位置直線性や厚みの均一性等の特性を測定した。位置検出器のSiウェ-ハは4つの有感部に分割されており、各々の有感部のサイズは15mm×15mmである。抵抗性電極は、ストライプ抵抗2.0kΩ、面抵抗15kΩである。使用電圧(>10V)に対する検出器の電気的容量は〜500pF、漏洩電流は有感部により多少異なり8〜20nAと大変少ない。位置特性:コリメ-タ・ホ-ルのパタ-ンから、縮小率と位置直線性を求めた。縮小率はX、Y変向ともに77%である。単純に1.3倍するだけでコリメ-タのポジションパタ-ンがほぼ再現され、その相関係数は4面の平均でX/Y方向に対して0.99を得た。位置特性に関してはほぼ満足した値が得られた。厚みの一様性:検出器全面に重イオンを垂直入射させ、エネルギ-損失の場所によるばらつきから、厚みの一様性を調べた。4つの有感部分の波高値のばらつきは1.4%であった。各々の有感領域に於けるエネルギ-損失のピ-ク値の分布から求めた厚みの非一様性は、1μm[FWHM]の精度で実現できた。従ってMg、Siよりも軽い同位体についての質量弁別が可能であることが明らかになった。しかし、鉄族などの重元素の質量弁別には、この肉厚の一様性では不十分である。エッチング法(ラッピング過程も含め)によるSi検出器製造では、有感領域全体にわたり1μm以下の非一様性を達成するのは困難である。一般に、厚さ20μm以下のSi検出器の製作は、エピタキシャル成長法が有利であると言われているが、1cmφ以下の小型検出器についてである。今後、薄型大面積の位置シリコン検出器について、本研究では実現できなかった製造法の違いによる肉厚の均一性の違いを明確にする必要がある。

エ ッ チ ン グ method に よ る 50 microns thick の he buy inductive type シ リ コ ン 検 extractor を attempt (city pine フ ォ ト ニ ク ス) し, heavy イ オ ン を using し て 検 extractor の position linearity や thick み の uniformity etc. の を determined し た. Position 検 extractor の Si ウ ェ - ハ は 4 つ の inductive department に segmentation さ れ て お り, various 々 の inductive department の サ イ ズ は 15 mm by 15 mm で あ る. Resistant electrodes ストラ, ストラ and プ resist 2.0kΩ, and surface resist 15kΩである. When using voltage (>10V)に, the capacity of the する検 output <s:1> voltage is に ~ 500pF, and the leakage current is. The value of the によ <s:1> of the sensing part varies by な <e:1> 8 ~ 20nAと. Position characteristics :コリメ-タ · ホ- コリメ パタ- <s:1> ら, reduction rate と position linearity を find めた. Reduction rate と X, Y direction と と に77%である. 1.3 times 単 pure に す る だ け で コ リ メ - タ の ポ ジ シ ョ ン パ タ - ン が ほ ぼ reappearance さ れ, そ の は 4 surface の masato coefficient average で X/Y direction に し seaborne て 0.99 を た. The location characteristic に relates to て ほぼ ほぼ is full of <s:1> た value が to られた. Thick み の others sex: 検 extractor comprehensive に heavy イ オ ン を vertical incidence さ せ, エ ネ ル ギ place - loss の に よ る ば ら つ き か ら, thick み の a others in sexual を adjustable べ た. 4 ばら <s:1> the perceived part of the wave is at a high value of the wave, which is ばら ばら ばら であった であった 1.4%であった であった. Each 々 に の inductive field in け る エ ネ ル ギ - loss の ピ - ク numerical の distribution か ら o め た thick み の non a others は, 1 mu m (FWHM) の precision で be presently で き た. 従 っ て Mg and Si よ り も 軽 い with a body に つ い て の quality chemical don't が may で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. The mass of the heavy elements of the iron group な <e:1> is に, the thickness of the flesh of the <s:1> is thick, the homogeneity of the で is not very である. エ ッ チ ン グ method (ラ ッ ピ ン も グ process including め) に よ る Si 検 extractor manufacturing で は, inductive field all に わ た り 1 mu m の than others in the following sexual を reached す る の は difficult で あ る. Under general に, 20 microns thick さ の Si 検 extractor の は making, エ ピ タ キ シ ャ ル growth law is good が で あ る と said わ れ て い る が, 1 cm below phi の small 検 extractor に つ い て で あ る. Position in the future, large area thin の シ リ コ ン 検 extractor に つ い て, this study で は be presently で き な か っ た manufacturing method の violations い に よ る meat thick の homogeneity の violations い を clear に す る necessary が あ る.

项目成果

K.Nagata: "Calibration Experiment of High Energy Heavy Cosmic Ray Isotope Identifier for Geotail." Proc.22nd ICRC,OG10.1.5,Dublin. (1991)

K.Nagata：“Geotail 高能重宇宙线同位素标识符的校准实验。”

T.Kohno: "Accelerator Beam Experiments of a Prototype Cosmic Ray Heavy Ion Telescope" J.Phys.Soc.Jpn. 60. 3967-3975 (1991)

T.Kohno：“原型宇宙射线重离子望远镜的加速束实验”J.Phys.Soc.Jpn。

長谷部 信行: "低エネルギ-(50MeV/n)宇宙線の同位体望遠鏡の開発" ICCR報告ー91ー91ー2(東京大学宇宙線研究所). 74-82 (1991)

Nobuyuki Hasebe：“低能量 (50MeV/n) 宇宙射线同位素望远镜的开发” ICCR Report-91-91-2（东京大学宇宙射线研究所）74-82 (1991)。

K.Nagata: "Energy Deposition and Straggling of High Energy Heavy Ions in Silicon Detectors" RIKEN Accel.Prog.Rep.25. (1992)

K.Nagata：“硅探测器中高能重离子的能量沉积和散乱”RIKEN Accel.Prog.Rep.25。

N.Hasebe et al.: "Position Linnearity and Resolution of Large PositionーSensitive Silicon Detector with a Highly Uniform Thickness" Japanese Journal of Applied Physics(Accepted for publication Jan.18,1992). (1992)

N. Hasebe 等人：“具有高度均匀厚度的大型位置敏感硅探测器的位置线性和分辨率”日本应用物理学杂志（1992 年 1 月 18 日接受出版）（1992 年）。