低エネルギー電子線照射による6H-SiCダイオードの電荷収集効率低下

Decreases in charge collection efficiencies of 6H-SiC diodes due to low-energy electron irradiations

岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*

Iwamoto, Naoya; Onoda, Shinobu; Oshima, Takeshi; Kojima, Kazutoshi*; Koizumi, Atsushi*; Uchida, Kazuo*; Nozaki, Shinji*

炭化ケイ素(SiC)を用いた耐放射線性高エネルギー粒子検出器の開発の一環として、電子線照射によりSiCダイオードに放射線損傷を導入し、その前後における粒子検出特性の変化を調べた。n型6H-SiCエピタキシャル基板上にpnダイオードを作製、エネルギー100, 200, 500keV及び1MeVの電子線を110/cm照射した。電子線照射の前後において、放射性同位体Amからのアルファ線(He, 5.486MeV)を用い、電荷収集効率(CCE)を評価した。また、ダイオードの容量(CV)測定を行い、エピ層の実効キャリア濃度(N)を評価した。その結果、100keV及び200keVの電子線を照射した試料では、CCE及びNに大きな変化はなかった。一方、500keV及び1MeVの電子線を照射した試料では、CCEはそれぞれ93%及び77%に低下し、Nの減少も観測された。未照射及び200keV以下の電子線を照射した試料では、生成された電子正孔対が空乏層中の電界によって分離・ドリフトされ、効率的に収集されることから、高いCCEが得られたと考えられる。一方、Nが減少した試料では、空乏層中の電界強度が低下し、さらに、アルファ線入射により生成される高密度の電子正孔対によって電界強度は弱められるため、空乏層中での電子正孔対の再結合が起こり、CCEが低下したと考えられる。

no abstracts in English