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SiCダイオードの過渡電荷収集における電子線誘起欠陥の影響

Effects of electron irradiation induced defects on the transient charge collections of SiC diodes

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

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

炭化ケイ素(SiC)を用いた耐放射線性素子開発の一環として、$$alpha$$線がSiCダイオードに入射した際の過渡電荷収集量Q(t)と放射線誘起欠陥との関係を調べた。6H-SiC n型エピタキシャル基板上に作製したp$$^{+}$$nダイオードに対し、エネルギー1MeVの電子線を1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$照射することで放射線誘起欠陥を導入し、180$$sim$$310Kの温度範囲で、放射性同位体$$^{241}$$Amからの$$alpha$$線をダイオードに入射させることでQ(t)を測定した。その結果、電子線未照射のダイオードのQ(t)は、イオン入射直後からn秒レベルで瞬時に立ち上がった後に飽和するのに対し、電子線を照射したダイオードのQ(t)は、急激な立ち上がりはなく、数10$$mu$$sにわたって徐々に増加することがわかった。また、未照射試料のQ(t)は温度にほとんど依存しないが、照射後に見られる$$mu$$sオーダーで増加する成分が温度に大きく依存することも併せて明らかとなった。この結果は、$$alpha$$線によってダイオード内に生成された電荷が、放射線誘起欠陥に一度捕獲され、再度放出されることに起因しており、各温度におけるQ(t)から2つの時刻での電荷収集量Q(t1)及びQ(t2)を導出し、その差分$$Delta$$Qと温度の関係を求めたところ、電子線を照射したダイオードからは205K及び279K付近に明確なピークが観測され、この温度に対応したエネルギーでキャリアを捕獲・放出する欠陥が形成されたと結論できた。

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