Present status and prospects of R&D of radiation-resistant semiconductor devices at JAEA

原子力機構における耐放射線性半導体に関する研究開発の現状と展望

伊藤 久義

Ito, Hisayoshi

原子力機構では、宇宙,加速器,原子力施設等の過酷な環境で使用する電子システムへの応用を目指し、耐放射線性半導体の研究開発を推進してきた。このような耐放射線性半導体は福島第一原子力発電所の廃止措置に必要なロボットや機器類にも不可欠と考えられる。このため、半導体材料の中でもバンドギャップが大きく、高い耐熱性・耐放射線性が期待できる炭化ケイ素(SiC)半導体に着目し、SiC基板を用いたトランジスタを製作して線照射を行い、素子特性の放射線劣化を評価した。この結果、SiCトランジスタは1MGyの高線量照射後もほとんど素子特性が劣化せず、極めて高い耐放射線性を有することが実証できた。本報告では、このような耐放射線性SiC半導体に関する最近の研究成果についてレビューする。

Research and development of radiation resistant semiconductor devices have been performed at Japan Atomic Energy Agency (JAEA) for their application to electronic system used in harsh environments like space, accelerator and nuclear facilities. Such devices are also indispensable for robots and equipment necessary for decommissioning of the damaged reactors at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants. For this purpose, we have fabricated transistors based on a wide band-gap semiconductor SiC and examined their radiation degradation. As a result, SiC-based transistors exhibited no significant degradation up to 1MGy, indicating their excellent radiation resistance. Recent our R&Ds of radiation resistant devices based on SiC are summarized and reviewed.