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放射線による半導体デバイスへの影響

Response of semiconductor devices to radiation

大島 武

Oshima, Takeshi

宇宙には電子,プロトン,重イオンといったさまざまな放射線が存在し、それら放射線により人工衛星等の宇宙機に用いられる半導体デバイスは、誤動作・破壊,特性劣化を示す。宇宙の放射線環境を説明し、放射線によって発生する半導体の照射効果(トータルドーズ効果,はじき出し損傷効果,シングルイベント効果)を解説する。さらに、はじき出し損傷効果の実例として宇宙用に開発された三接合太陽電池の陽子線や電子線照射による発電特性の劣化メカニズム解明に関する研究、及び、シングルイベント効果の実例として論理大規模集積回路(Large Scale Integration: LSI)のシングルイベントトランジェント効果に関する最近の研究を紹介する。

Radiation particles such as electrons, protons, and heavy ions exist in space, and semiconductor device installed in space applications such as artificial satellites show the degradation of their electrical performance, and nondestructive and destructive malfunctions by the incidence of such particles. In this article, first of all, radiation environments in space are introduced and then, radiation effects on semiconductor devices (total ionizing dose effect, displacement damage effect, and single event effects) are explained. In addition, as an example of the displacement damage effect, study of radiation degradation mechanism of triple junction solar cells developed for space applications due to proton/electron irradiation is introduced. Also, as an example of single event effects, the recent study of single event transient in Large Scale Integration (LSI) is explained.

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