代表者 : 原 和彦
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構（KEK）、筑波大学、大阪大学、東北大学のSOIピクセル共同開発研究チームが、世界で初めて1μm以下という超高精度の位置測定が可能なSOI（Silicon-On-Insulator）ピクセルセンサーの開発に成功しました。従来のシリコン半導体センサーに比べ、位置測定精度が1桁改善しました。素粒子反応の正確な観測には欠かせない技術となります。このセンサーを使って、高い放射線検出効率を持った信号処理回路一体型の微細ピクセルセンサーを実現しました。
SOIピクセルセンサーの断面図。SOI構造下部のシリコン層は集積回路から絶縁されており素粒子センサーとして利用できる。センサーからの電気信号を基板上部の集積回路に直接伝えることで損失や雑音の少ないシステムを実現。集積回路は現代のエレクトロニクスを支える高度な技術で、センサーの信号処理にはうってつけの組み合わせ。こうしたセンサーと信号処理回路が一体となった構造は「モノリシック・ピクセル」と呼ばれる。今回開発したセンサーは放射耐性を強化するため、通常のSOI構造に加え、中間にさらにもう1層のシリコン層を加えている。