SOIピクセル検出器用 Digital Libraryの開発 　ＫＥＫ素核研 エレクトロニクス 　　田内一弥、池本由希子、新井康夫、他SOIPIXグループ

内容 SOIピクセル検出器とは SOIプロセス Digital Libraryの必要性 Digital Libraryの作成方法 まとめ 2012-11-07 2012技術交流会

ピクセル検出器って？ 一般的に知られているのはデジカメ用ＣＣＤ・ＣＭＯＳチップ（可視光） 縦横にセンサーを配置して２次元のデータを取ることができる 放射線用としては、シリコン半導体検出器などがある 2012-11-07 2012技術交流会

現在の放射線用ピクセル検出器 検出器と読出しエレクトロニクスを別々に作り、金属バンプにより接合する 位置分解能に制限 余分な物質が大量にある 寄生容量によるスピ-ドの低下　 2012-11-07 2012技術交流会

次世代のピクセル検出器への要求 測定器開発室プロジェクト 位置分解能を上げたい (~10 um) 検出効率・感度を上げたい 同時にエネルギー測定も行いたい ピクセル毎に高度な信号処理を行いたい (intelligent) 測定レート・読み出し速度を上げたい (~frame/100ns) 価格を下げたい (monolithic) 余分な物質を減らしたい (厚さ50um~600um)　 Silicon-On-Insulator (SOI) 技術を利用した Monolithic Pixel検出器 　測定器開発室プロジェクト 2012-11-07 2012技術交流会

SOIピクセル検出器とは（１） SOI 0.2μmプロセスを使った読み出し回路一体型 ピクセル検出器 （Sillicon on Insulator ） SOI 0.2μmプロセスを使った読み出し回路一体型 ピクセル検出器 2012-11-07 2012技術交流会

SOIピクセル検出器とは（２） （Sillicon on Insulator Monolithic Pixel Detector） 2012-11-07 2012技術交流会

SOIピクセル検出器 SOI 0.2μmプロセスを使った読み出し回路 一体型ピクセル検出器 各種チップの製作 計数型、積分型、耐放射線‥ （Sillicon on Insulator Monolithic Pixel Detector） CNTPIX INTPIX SBPIX SOI 0.2μmプロセスを使った読み出し回路 一体型ピクセル検出器 各種チップの製作 計数型、積分型、耐放射線‥ 2012-11-07 2012技術交流会

SOIピクセル検出器 X線像は取れた 次は動画で （Sillicon on Insulator Monolithic Pixel Detector） X線像は取れた 次は動画で 2012-11-07 2012技術交流会

SOI Pixel Summary SOI Pixelは放射線センサーと読み出しエレクトロ ニクスを一体化した理想的な放射線イメージセン サー ピクセル毎に高機能なデータ処理回路を搭載でき、 従来不可能であった計測を可能にする 今後は回路の高機能化、大面積化を図りつつ、 実用化に向け開発を進める 2012-11-07 2012技術交流会

SOIプロセス Digital Libraryの必要性 デジタル回路をHDL（ハードウェア記述言語）で記述し、回路レイアウトを自動配置配線するために必要 SOIPIXのデジタル回路部分をHDLで作成したい 開発期間の短縮 複雑なデジタル回路の搭載 2012-11-07 2012技術交流会

セルライブラリの作成 デジタル回路の論理合成に必要な最小単位の回路を作り、ライブラリ化する。 すべての高さを同じに作る Buf Inv FF Nand Nor すべての高さを同じに作る 自動配置の必要条件 （cell） 3bit グレイコードカウンタ 2012-11-07 2012技術交流会

Buf VDD 10μm GND Buffer:クロックなど多数の回路をドライブする 2012-11-07 2012技術交流会

Inv Nand Nor VDD GND 10μm 2012-11-07 2012技術交流会

FF（Flip Flop） VDD 10μm GND 一番複雑なのでこれが高さを決める 2012-11-07 2012技術交流会

12bit グレイコードカウンタHDLコード 2012-11-07 2012技術交流会

12bit グレイコードカウンタ回路図 2012-11-07 2012技術交流会

ライブラリを使って自動配置配線 CADENCE社SoC Encounter 2012-11-07 2012技術交流会

配置配線（拡大） VDD GND VDD GND VDD GND 2012-11-07 2012技術交流会

自動配置配線されたCOUNTERとFIFO 2.4mm 12bit グレイコードカウンタと32bit幅 FIFO（500x450um） 2012-11-07 2012技術交流会

Summary Digital Libraryのこれから Analog Libraryも 基本セルのパラメータ調整 セルの種類の増加 セルサイズの最小化 ドキュメントの作成 Analog Libraryも ADC、TDC、PLL、Memory等 2012-11-07 2012技術交流会