검출기 개발 관련 국내 산업체 현황 및 참여방향

1. 검출기 개발 관련 국내 산업체 현황 및 참여방향 김홍주 (경북대) On behalf of Korean Detector Group

2. ▣ Why VTX and tracking important? • recoil mass reconstruction - importance of tracking resolution q qbar ( b bbar -> Vertex! )

3. 실리콘 궤적 검출기 개발 필요성 총 100m2 • 전하입자의 모멘트 측정에 필수적 • 3 detector concept에 모두 필요한 실리콘 궤적 검출기 • 과거에는 Hamamatsu회사에서 독점적으로 주문 생산

4. ▣ Calorimeter ILC • Separation of WW and ZZ in their hadronic modes requires E≈ • For EFA - material with smaller Moliere radius to reduce shower overlap - finely segmented to separate neighbouring showers

5. ECAL R&D studies

6. Tungsten • TaeguTec(전 대한중석회사)에서의 텅스텐 판 제작 가능성 타진 • 판 구조의 가능성 : Alloy, Heavy metal or other ??? • W:Ni:Cu=95:3.5:1.5 Alloy • WC + Cr heavy metal • W:Pb = 7:3 ??? • 현재 100 mm by 100 mm 판 제작 가능. • 성분 구성에 대한 모의시늉 등 연구 필요 • W와 Pb 구성이면 매우 만들기 쉬움 –모의시늉 필요 • 회사측과 연구/개발 협의 중

7. SiPM • 기존의 PMT를 대체 • Quantum Efficiency 향상 • Noise level의 줄임 • 국내에서의 시제품 연구 개발 후 대량 생산 계획 한국/러시아/일본 공동연구 수행할 것임.

8. 실리콘-텡스텐 칼로리미터 검출기 개발 필요성 • ~50 M pixels, 5x5 mm2 • Total ~1000m2 • Do NOT scale electronics by this number • 1 chip per wafer • 1 chip per ~1 m2 of wafers • PFA에 필수적 • SiD와 LDC에 모두 필요한 칼로리미터 검출기 • 과거에는 Hamamatsu회사에서 독점적으로 주문 생산 •국내에서 CREAM 실험용으로 픽셀센서 생산 (센스 회사)

9. Diffraction Sensor for Bio-Structure Specialized Sensor Medical Imaging Space science Technology Sensor Non-destructive Sensor 검출기의 기대효과 • 동등한 가격으로 검출기를 제작할 수 있을 경우, 우리나라 주도의 검출기 개발 사업이 가능  최첨단 기술 이전 및 확보  국내 회사 제작으 로 산업에 기여  고성능센서개발로 수입대체효과  6T분야에 직접 활 용할 수 있는 고급인 력 양성

10. 캘로리미터 검출기 5개 대학 물리현상연구 3개 대학 트랙킹 검출기 5개 대학 검출기 개발 연구수행 9개 대학교 (19명 공동연구원, 18명 연구조원 참여) • 건국대 •경북대 •고려대 •서울대 •성균관대 •연세대 •이화여대 •전남대 •전북대

11. 검출기 개발 진행 체계

12. 마스크 제작 관련 산업체 실리콘 칼로리미터용 센서 마스크 실리콘 궤적용 센서 마스크 • 포토마스크 등 반도체 장비 업체 - PKL(피케이엘) - 두퐁 - 에스와이테크 - 메디오피아인테네이셔널 • 마스크 설계 및 디자인

13. 센서 제품 개발 및 제작 관련 산업체 실리콘 칼로리미터용 센서 시제품 실리콘 궤적용 센서 시제품 • 국내 파운드리 시설 - 경북대반도체연구소 - 서울대반도체공동연구소 - 센스(주) - 한국전자통신연구원 • 센서 설계, 공정 시뮬레이션 및 작성

14. 센서 신호처리 관련 산업체 칼로리미터용 센서 신호처리 실리콘 궤적용 센서 신호처리 보드 • 국내 벤쳐 전자회사 - 본딩 회사 - PCB 제작회사 - 신호케이블(켑톤)제작회사 - 전자회로 및 장비 개발회사 (Addone회사) • 센서 신호처리 시스템

15. Calorimeter module (Calorimeter, Hodoscope, SCD) 검출기 제작 관련 산업체 빔 테스트용 칼로리미터용 검출기 모듈 실리콘 전하 검출기(CREAM실험, 박일흥) • 국내 정밀가공회사 - 우주산업분야와 관련된 정밀가공회사들 - 텅스텐 생산회사 • 검출기 설계, 제작 및 어셈블리

16. 검출기/센서 특성연구 위한 빔 테스트 시설 궤적용 센서 빔 테스트(원자력의학원) 칼로리미터용 검출기 모듈 빔 테스트(CERN) • 국내 빔 시설활용 - 포항가속기연구소 - 한국 원자력 의학원 - 한국원자력연구소

17. 센서 특성 테스트 기반시설 구축 필요 • 검출기 및 센서의 QC를 위해서 대학내에 테스트 기반시설 구축이 필요함 자동측정장비 프로브스테이션 웨지 본더 센서보관용

18. 검출기/센서 신호처리 기반시설 구축 필요 • 검출기 및 센서의 신호처리를 위해서 대학내에 테스트 기반시설 구축이 필요함 Dark Box 칼로리미터용 센서 궤적용 센서 90Sr Source Signal Test

19. 검출기 제작 기반시설 구축 필요 • 검출기 및 센서의 어셈블을 위해 대학내에 기반시설 구축이 필요함

20. 국내산업체 참여 현황 및 방향 • 이미 공동으로 연구수행 중 • 개발 및 제작 기술 확보되어 있음 • 산업체와 네트워크 구축되어 있음 웨이퍼 • 대학/대학연구소 • 센서 설계, 마스크 디자인 • 센서 공정최적화 • 센서 특성 측정 • 검출기 설계, 제작 • 전자 회로 설계 • 전자 장비 테스트 • 산업체 • 반도체 장비 제작회사 • 센서제작(파운드리 시설) • 텅스텐 생산회사 • 정밀가공회사 • 전자장비 개발 회사 전자부품 - 수입대체 효과 - 산업활성화 - 최첨단 기술확보 - 고급인력양성 - 우리나라 주도의 과학분야확보 대량생산 시 보다 많은 산업체 필요 - 기술보유 회사 파악되어 있음 - 산.학.연 공동연구 수행 필요 - 국내기술 및 시설로 검출기 제작하여 ILC 검출기에 설치

21. 결 론 국내의 기술과 국내기반시설을 활용하여 산.학.연 공동연구를 수행하여 ILC에서 우리나라 주도의 실리콘 검출기를 개발, 제작 할 기술 및 사전연구 수행 경험이 있는 전문인력 확보 되어 있음 정부의 지원을 통한 기반시설 확보 및 지속적인 재원이 필요 사전연구 수행을 통하여 산업체와 네트워크 구성되어 있음 => 실리콘 검출기 및 전자장비 국내 제작