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12MeV-Auイオン照射による6H-SiC n$$^{+}$$pダイオードの電荷収集

Charge collection from 6H-SiC n$$^{+}$$p diodes irradiated with 12 MeV-Au ions

岩本 直也; 大島 武; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 小野田 忍; 菱木 繁臣; 平尾 敏雄; 神谷 富裕; 横山 拓郎*; 坂本 愛理*; 田中 礼三郎*; 中野 逸夫*; Wagner, G.*; 河野 勝泰*; 伊藤 久義

Iwamoto, Naoya; Oshima, Takeshi; Sato, Takahiro; Oikawa, Masakazu*; Onoda, Shinobu; Hishiki, Shigeomi; Hirao, Toshio; Kamiya, Tomihiro; Yokoyama, Takuro*; Sakamoto, Airi*; Tanaka, Reisaburo*; Nakano, Itsuo*; Wagner, G.*; Kawano, Katsuyasu*; Ito, Hisayoshi

炭化ケイ素(SiC)を粒子検出器へ応用するために、六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板上にn$$^{+}$$pダイオードを作製し、12MeV金(Au)イオン入射によりダイオード中に発生する電荷をイオン誘起過渡電流(TIBIC)計測システムにより評価した。n$$^{+}$$型領域は800$$^{circ}$$Cでの燐イオン注入及びアルゴン中1650$$^{circ}$$C、5分間の熱処理により形成した。TIARAタンデム加速器に接続された重イオンマイクロビームラインを用いてTIBIC測定を行った。得られたTIBICシグナルを積分することで収集電荷を見積もったところ、0.1pA程度の電荷収集が行われており、この値は理想値の50%程度であることが判明した。Katzらによって提案されたモデルを用いて発生電荷挙動のシミュレーションを試みたところ、Auの場合は、従来電荷収集効率100%が確認されている酸素やシリコンイオンの場合と比べ100倍の高濃度の電子-正孔対(プラズマ状態)が生成されており、高濃度プラズマ内での電子-正孔対の再結合が原因で電荷収集効率が低下することが示唆された。

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