資料4

開発課題名「高精度高分解能荷電粒子撮像素子の開発」

(要素技術プログラム)

チームリーダー :  圦本 尚義 【北海道大学 大学院理学研究院 教授】
中核機関 :  北海道大学
参画機関 :  静岡大学
T.開発の概要
 荷電粒子を高精度・高分解能で2次元検出する技術はイオン顕微鏡や電子顕微鏡において必要不可欠であり、また、質量分析、電子線分光・回折においても有用である。本開発では分光・投影した荷電粒子の2次元イメージを空間分解能10μmで検出できる半導体素子を開発する。この半導体検出器は2次電子放出の原理を利用し分解能あたり数10 万個分までの荷電粒子を電荷として蓄積する。この蓄積電荷を統計誤差の定量性で読み出す技術も確立する。
U.中間評価における評価項目
(1)新SCAPS用マスクの製作
 マスクの製作については基本設計図が完成し、外注により素子の作製に着手した。
(2)性能評価用真空チャンバ
 作製した真空チャンバは真空度、液体窒素温度冷却能について目標値を達成した。
(3)駆動電気回路部の製作
 駆動パルスプロトコールについて、LabView言語を用い現有SCAPS素子をテスト素子としてFPGAプログラミングを行い、素子を駆動させることに成功した。
V.評価
 荷電粒子を高精度・高分解能で2次元検出する技術は、イオン顕微鏡や電子顕微鏡において必要不可欠であり、また、質量分析、電子線分光・回折においても有用である。分光・投影した荷電粒子の2次元イメージを空間分解能10μmで検出し信号処理ができる半導体素子の開発は、物質計測、半導体工学等幅広い分野への貢献が期待される。
 開発は順調に進行しており、シミュレーションによる設計が終了し撮像素子の作製に入った段階である。本素子は同チームにおいて既に開発されたSCAPS-Iの発展型であり、当初目標で掲げた成果は十分に達成可能と思われる。今後は、作製した撮像素子の評価を行い、その結果を次の段階の素子開発に活用する等、着実に推進すべきである。


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