【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2090
利用課題名 / Title
Siピクセル検出器を用いたCompton-PET hybrid cameraの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
半導体,シリコンピクセルセンサ,放射線検出器,センサ/ Sensor
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
上ノ町 水紀
所属名 / Affiliation
京都大学 学際融合教育研究推進センター 宇宙総合学研究ユニット
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
鶴 剛
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-326：高周波伝送特性測定装置
KT-329：半導体パラメータアナライザ
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
核医学で用いられるPET(Positron emission tomography)核種とSPECT(Single photon emission computed tomography)核種の同時イメージングを可能とするCompton-PET hybrid cameraの開発を行なっている。100-200 keV程度の低エネルギーガンマ線イメージング実現のため、放射線の反応イベントごとの検出位置およびエネルギー情報の取得が可能なSOI (Silicon on insulator)技術を用いたSiピクセルセンサ(XRPIX)を用いた計測システムを構築している。SOIは高抵抗Siセンサと集積回路を一体化した高精細ピクセルセンサであり、本課題では、センサ部分のIV特性、リーク電流や空乏層厚の測定を行い、十分な特性を有したチップを選定する。
実験 / Experimental
SOI技術を用いた超微細シリコン検出器であるXRPIX10b, XRPIX10c, XRPIX11のチップ選定のため、京都大学ナノテクノロジーハブ拠点が保有するケースレーインスツルメンツ（株）の半導体パラメータアナライザ 4200-SCS (KT-329)を用いてXRPIX10b, XRPIX10cおよびXRPIX11の電源のIV測定を行なった。XRPIX10bとXRPIX10cに関しては、VDD33-GND および VDD18-GNDのpad、XRPIX11に関しては、VDD18-GNDのpadに測定針を当て、測定を行なった。VDD33-GNDは、電圧を0.1 Vずつ3.3 Vまで印加、VDD18-GNDに関しては電圧を0.1 Vずつ1.8 Vまで印加していき、電流の変化を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
各電源padのIV測定結果を図１,2 (XRPIX10b), 図3,4 (XRPIX10c), 図5 (XRPIX11)に示す。IV測定の結果、チップの電源供給箇所の電圧3.3V （VDD33）、1.8 V （VDD18）に流れる電流が正常の範囲外であるチップがXRPIX10bでは12枚中2枚、XRPIX10cでは27枚中8枚、XRPIX11では27枚中3枚あることがわかり、基板実装に使用できるチップ選定をすることができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 試作チップ(XRPIX10b)の電源pad（VDD33）とGND間のIV特性の測定結果
図2 試作チップ(XRPIX10b)の電源pad（VDD18）とGND間のIV特性の測定結果
図3 試作チップ(XRPIX10c)の電源pad（VDD33）とGND間のIV特性の測定結果
図4 試作チップ(XRPIX10c)の電源pad（VDD18）とGND間のIV特性の測定結果
図5 試作チップ(XRPIX11)の電源pad（VDD18）とGND間のIV特性の測定結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件