ワイドギャップ半導体センサーとサブミクロンASICによる耐放射線計測システム開発

使用宽间隙半导体传感器和亚微米ASIC开发抗辐射测量系统

• 批准号: 22K03657
• 负责人: 藤田 陽一
• 金额: $ 2.75万
• 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 (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03657/
• 关键词: 半導体センサー; 放射線検出器; ダイヤモンド; SiC; ASIC; COMET実験

本年度の研究実績として、予定通りワイドギャップ半導体の耐放射線センサーとしての有効性を明らかにするため、１）SiC の基本特性および耐放射線性の評価を行った。その結果、シリコンと比較して小さいリーク電流であること、中性子線照射でリークに変化が見られないことが確認できた。加えて、前方ミューオン検出器のプロトタイプ製作に向けた開発に着手した。具体的には以下の２点となる。２）センサー読み出し用 ASIC の試作を行った。構成は 8ch Amplifier - Shaper - Discriminator + 8-bit ADC であり、内部に PLL を実装する。ADC のサンプリングレートは 10MS/s ないし 12.5MS/s である。その結果、基本動作の確認ができた。３）前方ミューオン検出器のプロトタイプ製作に着手した。ビームチャンバーの直径は 250mm であり、プロトタイプは高さ 220mm の８角形の形状で試作した。プロトタイプは 5mm 角サイズの SiC 256 個を２次元アレイに実装するための薄い 100um 厚のセンサー基板とセンサー読み出しの ASIC 基板からなり、両者の製作を行った。センサー基板はセンサーを実装するビームのあたる中心部と読み出し ASIC 基板の接続用の周辺部に分かれているが、前方ミューオン検出器後段への検出器へ与える影響を最小限にするべく物質量を小さくする必要があり、基板の厚さを 100um で製作している。このため基板のハンドリングを含めて強度が十分であるかなどについては今後評価が必要となる。

This year's research results are as follows: Predetermined effectiveness of radiation-resistant semiconductor semiconductors, 1) SiC Its basic characteristics include radiation resistance and radiation resistance.その results, シリコンと comparison して小さいリークcurrent であること, Neutral ray irradiation is used to confirm the transformation of the radiation. Added えて, front ミューオン検出器のプロトタイプproduced に向けた开発に开户した. The specific details are as follows: 2 points. 2) The prototype is a prototype using ASIC. Composition: 8ch Amplifier - Shaper - Discriminator + 8-bit ADC - Internal PLL - Discriminator. ADC のサンプリングレートは 10MS/s ないし 12.5MS/s である. Confirmation of results and basic actions. ３）The front ミューオン検出器のプロトタイプ is made by hand.ビームチャンバーの diameter 250mm であり, プロトタイプは high さ 220mm の８angled のshape trial production した.プロトタイプは 5mm corner サイズの SiC 256 pieces を2dimensional アレイに実装するための thinい 100um Thick のセンサーsubstrate とセンサー読み出しの ASIC substrate からなり、両者の产を行った.センサーBoard はセンサーを実装するビームのあたるCentral part と読み出し ASIC The circuit board is connected with a circumferential rectangular part and a front rectangular ejector and a rear rectangular ejector. The influence of へ and える is the minimum material quality, the necessary があり, and the thickness of the substrate. 100um is made by している.このためSubstrate のハンドリングをContains めてStrength が Very であるかなどについてはNecessary 価がとなる in the future.

项目成果

COMET 実験におけるミューオンビームモニター用 SiC 半導体検出器の開発 III

COMET实验III中μ介子束监测SiC半导体探测器的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: Sumi K;Iijima T;Inami K;Sue Y;Yotsuzuka M;Ego H;Otani M;Saito N;Mibe T;Yoshida M;Kondo Y;Moriya K;Takeuchi Y;Nakazawa Y;Yasuda H;藤田陽一
• 通讯作者: 藤田陽一