【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22HK0101
利用課題名 / Title
Development of semiconductor radiation detector for medical imaging
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido 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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
膜加工・エッチング/Film processing and Etching,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition
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)
菊池 洋平
所属名 / Affiliation
東北大学 工学研究科 量子エネルギー工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
細井浩貴,小島俊哉
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-611：多元スパッタ装置
HK-604：レーザー描画装置
HK-620：ICP高密度プラズマエッチング装置（フッ素）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
医用画像診断装置は臨床現場において不可欠なものとなっている。その画像の性能にはこれらの放射線を計測するための放射線検出器の性能に大きく依存する。本課題は高解像度と高いエネルギー分解能に寄与することが可能な医用画像モダリティ用の半導体検出器の開発に関するものである。半絶縁性ヒ化ガリウム（Semi-insulation Gallium Arsenide、以下、SI-GaAs）は工業的な利用性と性能に関する潜在的可能性に富んだ放射線検出器用材料である。我々はSI-GaAsウエハの両面にオーミック・ショットキーそれぞれのタイプの積層金属電極膜を形成し、さらにハンドリング性の向上などを目的とする不動態層で電極面を保護した検出器のサンプルデバイスの作製を試みた。
実験 / Experimental
Double sided strip（DSS）タイプのSI-GaAs検出器のサンプル作製を試みた。このデバイスはSI-GaAsウエハ（センサ面積：≈ 20×20 mm2）の表・裏の両面にDSS電極（各面に直行する短冊状（ストリップ）の電極群を設けた電極）を形成することで形成されている。各面の電極は異なった積層金属電極構造をしており、一面はGe/Au/Ni/Auの構造のオーミックタイプの電極、もう一面はTi/Pt/Auの構造を持つショットキー電極である。いずれの面においてもストリップ電極は200 µmピッチで配列しており、各ストリップの幅は180 µmである。また、不動態層にはSiO2によって形成した。この層は表面・裏面両面の電極を覆うように形成され、信号の引き出しのためのスルーホールが設けられている。このスルーホール部には金のパッドが設けられた。
結果と考察 / Results and Discussion
ドライエッチングをベースとしたプロセスに基づいてストリップ電極を一定の歩留まりで形成することに成功した。この結果には２層レジストを活用したことが貢献しているものと推測される。また、作製したサンプルの電気的特性について行った初期評価においては、電極がショットキー接合を形成していることを示唆する整流性が確認された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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