実デバイスの放射線損傷効果に関する研究

Study of the radiation damage effect in the commercial devices

大山 英典*; 葉山 清輝*; 高倉 健一郎*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武; 久保山 智司*; 新井 学*

Oyama, Hidenori*; Hayama, Kiyoteru*; Takakura, Kenichiro*; Hirao, Toshio; Onoda, Shinobu; Oshima, Takeshi; Kuboyama, Satoshi*; Arai, Manabu*

本研究では、次世代の耐放射線デバイスとして期待されているSiCトランジスタ(MESFET)やGaAlAs系発光ダイオード(LED)に、異なる照射量や照射線量率で電子線を照射し、デバイス特性の劣化を評価した。実験には、4H-SiC半絶縁基板上に成長した不純物濃度310cmの4H-SiCエピタキシャル層上に作製したSiC MES-FETを用いた。ゲート長幅はそれぞれ0.5及び100mである。また、GaAlAs LEDはシャープ製のGaAlAsダブルヘテロ接合LED(GL3UR44)であり、基板のキャリア濃度は1.510cm程度である。これらの試料に、加速電圧が2MeVの電子線を照射温度100300C,照射線量率4.6810又は4.6810e/m/secで、110e/m照射した。電気的・光学的・特性を調べた結果、SiC-MESFETでは電子線照射により、電気的特性(入力・出力特性)が劣化した。特に、入力特性の劣化が顕著で、サブシュレッショルド領域における電流が急激に増加することが判明した。GaAlAs LEDでは、電子線照射により逆方向電圧印加時のリーク電流が増加し、静電容量が減少するという結果が得られた。さらに電流-電圧特性の線量率依存性では、線量率の小さい方が特性劣化が大きく、これは長時間の照射中に熱による劣化が発生したためと解釈される。

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