Observation of transient currents induced in semiconductor diodes by heavy ion incidence using time resolved IBIC

時間分解IBICを用いた重イオン入射により半導体ダイオード中に誘起される過渡電流の観察

大島 武; 小野田 忍; 牧野 高紘; 岩本 直也; 出来 真斗; 加田 渉; 神谷 富裕

Oshima, Takeshi; Onoda, Shinobu; Makino, Takahiro; Iwamoto, Naoya; Deki, Manato; Kada, Wataru; Kamiya, Tomihiro

イオンビーム誘起電荷(IBIC)は粒子検出器の品質を判断するのに有効な評価手法であるが、評価中にイオン入射により発生する結晶欠陥により品質が低下し電荷収集効率(CCE)が減少するという問題がある。粒子検出器の特性評価には、CCEの正確な評価が不可欠であり、単一イオン入射イオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)測定技術が有効となる。原子力機構高崎量子応用研究所のイオン照射研究施設(TIARA)では、重イオンマイクロビームを用いた単一イオン入射TIBIC評価技術の開発に成功している。シリコン,炭化ケイ素,ダイヤモンドダイオードを用いたTIBIC評価について紹介する。

Ion Beam Induced Charge (IBIC) is a useful technique to evaluate the quality of particle detectors. However, ions introduced into detectors as probes create crystal damage in detectors and as a result, their charge collection efficiency (CCE) decreases with increasing damage. For the accurate evaluation of the detector quality, it is important to measure CCE values without the degradation of their characteristics due to damage creation. Single ion hitting transient ion beam induced current (TIBIC) technique can solve this issue because charge induced by an ion incidence can be detected. In this study, using a TIBIC system installed at JAEA Takasaki, we measured charge induced in silicon (Si), silicon carbide (SiC) and diamond diodes by heavy ion incidence such as oxygen, silicon, gold ions with MeV range energies.