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論文

Carrier removal and defect generation in lattice-mismatched InGaP under 1 MeV electron irradiation

Ekins-Daukes, N. J.*; Lee, H. S.*; 佐々木 拓生*; 山口 真史*; Khan, A.*; 高本 達也*; 安居院 高明*; 上村 邦夫*; 兼岩 実*; 今泉 充*; et al.

Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.87 - 91, 2004/10

高効率太陽電池への応用が期待される格子不整合系InGaP太陽電池(In$$_{0.56}$$Ga$$_{0.44}$$P)へ1MeV電子線を照射し太陽電池特性の変化を調べた。その結果、3$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$程度の照射により、一時的に短絡電流が増加するという特異な振る舞いが観測された。この原因を調べるため分光感度特性を調べたところ、長波長側での光吸収が増加することが明らかとなった。さらに、キャリア濃度を調べた結果、キャリア減少率が1.3/cmであると見積もられた。このことより、3$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$程度の照射により太陽電池基板の多数キャリアが減少し、その結果、一時的な空乏層長の伸長が生じ、より深部(長波長の光により発生した)のキャリアが収集されて、短絡電流が一時的に増加しすると結論づけられた。

論文

Carrier removal in lattice-mismatched InGaP solar cells under 1-MeV-electron irradiation

Ekins-Daukes, N. J.*; Lee, H. S.*; 佐々木 拓生*; 山口 真史*; Khan, A.*; 高本 達也*; 安居院 高明*; 上村 邦夫*; 兼岩 実*; 今泉 充*; et al.

Applied Physics Letters, 85(13), p.2511 - 2513, 2004/09

https://doi.org/10.1063/1.1794371
 被引用回数：11 パーセンタイル：42.73(Physics, Applied)

1MeV電子線照射による格子不整合In$$_{0.56}$$Ga$$_{0.44}$$P太陽電池の多数キャリア減少効果を調べた。基板のキャリア濃度が1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{3}$$の場合のキャリア減少率は格子整合InGaP太陽電池と同様の1.3/cmであった。また、3$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$照射により短絡電流が一時的に増加する現象が観測された。キャリア濃度の減少を考慮し考察を行った結果、キャリア濃度現象により一時的に空乏層が伸長し、その結果としてより深部で発生したキャリアが発電に寄与するためと帰結できた。

論文

Effects of high-energy proton irradiation on the density and Hall mobility of majority carriers in single crystalline n-type CuInSe$$_{2}$$ thin films

Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 川北 史朗*; 今泉 充*; 松田 純夫*

Physica Status Solidi (A), 199(3), p.471 - 474, 2003/10

https://doi.org/10.1002/pssa.200306669
 被引用回数：3 パーセンタイル：21.31(Materials Science, Multidisciplinary)

薄膜宇宙用太陽電池への応用が期待されているCuInSe$$_{2}$$半導体(CIS)の放射線照射効果を明らかにするために、0.38MeV, 1MeV, 3MeV陽子線照射によるキャリア濃度及び移動度の変化を調べた。用いた試料はガリウム砒素基板上にスパッタ法で作製したn型単結晶薄膜であり、未照射でのキャリア濃度は2$$times$$10$$^{16}$$から6$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{3}$$、移動度は105から135cm$$^{2}$$/Vsである。陽子線照射は室温にて1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{15}$$まで行った。キャリア濃度と照射量の関係を解析することでキャリア減少率を求めたところ、3MeV陽子線照射では300cm$$^{-1}$$で0.38Mev陽子線照射では1800cm$$^{-1}$$と見積もられ、高エネルギー陽子線照射ほどキャリア減少率が低いことがわかった。この結果は、低エネルギー陽子線ほど表面付近での欠陥生成量が多く、今回のCIS薄膜試料に大きな損傷を与えるためと解釈できる。また、Hall移動度と照射量の関係を調べたところ、照射量の増加とともに移動度は減少し、1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$照射では、初期値の1/3以下まで低下することが明らかになった。

論文

3MeV electron irradiation-induced defects in CuInSe$$_{2}$$ thin films

Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義; 川北 史朗*; 今泉 充*; 松田 純夫*; 吉田 明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 64(9-10), p.1887 - 1890, 2003/09

https://doi.org/10.1016/S0022-3697(03)00109-4
 被引用回数：12 パーセンタイル：53.83(Chemistry, Multidisciplinary)

次世代の高効率の宇宙用薄膜太陽電池として期待されているCuInSe$$_{2}$$(CIS)の電子線照射による電気特性変化を調べた。CISはスパッタ法によりGaAs基板上に作製した。電子線照射は、エネルギー3MeVで、室温にて2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の線量まで照射を行った。ホール係数測定により、キャリア濃度及び移動度の変化を調べたところ、電子線の照射によってキャリア濃度及び移動度が減少することが見いだされた。キャリア濃度と電子線照射量の関係を解析した結果、キャリアリムーバルレートが1/cm$$^{2}$$であると見積もられた。また、キャリア濃度の温度依存性を解析することで電子線照射により、新たに欠陥に起因するエネルギー準位(54mV)が発生すること,2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の電子線照射により1.4$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{3}$$の濃度の欠陥が生成されることが明らかとなった。

論文

単結晶CuInSe$$_{2}$$薄膜の電子線照射欠陥の評価

藤田 尚樹*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

信学技報, 102(77), p.79 - 84, 2002/05

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003175318

CuInSe$$_{2}$$の耐放射線性の知見を得るため、電子線による照射損傷効果を調べた。高周波スパッタ法を用いてGaAs基板上に作製した単結晶CuInSe$$_{2}$$薄膜へ、室温で2MeV及び3MeV電子線を照射した。Hall測定よりキャリア濃度を調べたところ、1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$以上の照射によりキャリア濃度が減少することが明らかになり、キャリア減少率を見積もったところ1cm$$^{-1}$$であった。またDLTS法により欠陥準位に関して調べたところ、照射後に未照射では観測されない深い準位が発生することがわかった。

論文

Deep-level transient spectroscopy analysis of proton-irradiated n$$^{+}$$/p InGaP solar cell

Dharmarasu, N.*; 山口 真史*; Khan, K.*; 高本 達也*; 大島 武; 伊藤 久義; 今泉 充*; 松田 純夫*

Physica B; Condensed Matter, 308-310, p.1181 - 1184, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(01)00935-8
 被引用回数：7 パーセンタイル：41.34(Physics, Condensed Matter)

100keV陽子線照射(1E10, 5E12/cm$$^{2}$$)したInGaP半導体n+/p接合のキャリア濃度及び生成される欠陥準位を調べた。キャパシタンス測定の結果、キャリア濃度減少率として、1MeV電子線の0.93/cmより桁違いに大きい6.1E4/cmが見積もられた。またDLTS測定より欠陥準位を調べたところ、H1ピーク(Ev+0.90V対応)が観測された。このH1ピークが多数キャリア捕獲中心として働くことで、100keV陽子線照射では1MeV電子線照射に比べキャリア濃度減少率が大きいことが分かった。

論文

Electrical activation of phosphorus-donors introduced in 6H-SiC by hot-implantation

大島 武; 安部 功二*; 伊藤 久義; 吉川 正人; 児島 一聡; 梨山 勇*; 岡田 漱平

Applied Physics A, 71(2), p.141 - 145, 2000/10

https://doi.org/10.1007/PL00021109

炭化ケイ素(SiC)への局所的不純物導入技術の確立のために、六方晶SiCにリン(P)の高温イオン注入を行い、注入量(P濃度: 1$$times$$10$$^{18}$$~5$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$)、注入温度(室温~1200$$^{circ}C$$)とキャリア(電子)濃度の関係を調べた。P濃度が1$$times$$10$$^{18}$$/cm$$^{3}$$の場合は、電子濃度は注入後の1400$$^{circ}C$$熱処理により全試料で同程度となり、注入温度に依存しない。P濃度が7$$times$$10$$^{18}$$/cm$$^{3}$$では、注入温度が高いほど電子濃度が高まる。さらに高濃度の5$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$では、800$$^{circ}C$$注入試料の電子濃度が最大となった。高濃度注入の場合、室温注入では結晶の損傷が大きく、高温での熱処理後も結晶が回復しないのに対し、高温注入では欠陥の発生が抑制されるので損傷の度合いが小さく、熱処理により結晶が回復して、結果的に電子濃度が高まると考えられる。

論文

Analysis on anomalous degradation in silicon solar cell designed for space use

大島 武; 森田 洋右; 梨山 勇; 川崎 治*; 久松 正*; 松田 純夫*; 中尾 哲也*; 若生 義人*

JAERI-Conf 97-003, p.256 - 260, 1997/03

宇宙用シリコン太陽電池の高フルエンス領域での特異な劣化現象の起源を明らかにするために、太陽電池の照射劣化のシミュレーションを行った。本研究では従来の理論では考慮していなかった、キャリア濃度減少に関する効果、発生キャリアの照射欠陥等による移動度の低下を考慮することで、実験結果のシミュレーションに成功した。本研究によって高フルエンス領域での照射劣化の理論についても明らかになり、今後の太陽電池寿命予測への大きな知見を得たといえる。

論文

Electron irradiation effects on CVD-grown 3C-SiC epilayers

伊藤 久義; 吉川 正人; 梨山 勇*; 三沢 俊司*; 奥村 元*; 吉田 貞史*

Amorphous and Crystalline Silicon Carbide III and Other Group IV-IV Materials, p.143 - 148, 1992/00

化学気相成長(Chemical Vapor Deposition; CVD)法によりSi上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)に対する1MeV電子線照射効果を、ファン・デア・ポー(van der pauw)法を用いたキャリア濃度、移動度測定により調べた。この結果、3C-SiCの室温におけるキャリア濃度n、移動度$$mu$$は、照射量1$$times$$10$$^{17}$$e/cm$$^{2}$$から3$$times$$10$$^{18}$$e/cm$$^{2}$$の範囲で照射量$$Phi$$増加と共に減少することが解った。これより、キャリア濃度及び移動度に対する損傷係数として各々-$$Delta$$n/$$Delta$$$$Phi$$=3.8$$times$$10$$^{-3}$$cm$$^{-1}$$、$$Delta$$$$mu$$$$^{-1}$$/$$Delta$$$$Phi$$=3.2$$times$$10$$^{-22}$$Vsなる値が得られた。これらの値はSiに対する損傷係数と比較し小さいことから、3C-SiCはSiと比べ高い耐放射線性を有することが示唆された。

論文

3C-SiCの電子線照射効果

伊藤 久義; 吉川 正人; 森田 洋右; 梨山 勇*; 三沢 俊司*; 吉田 貞史*

EIM-89-129, p.1 - 10, 1989/12

化学気相生長法で作製した3C-SiCのキャリア濃度及び移動度に対する1MeV電子線照射効果を調べた。この結果、キャリア濃度及び移動度は照射により減少し、各々に対する損傷係数(照射による劣化係数)として3.8$$times$$10$$^{-3}$$cm$$^{-1}$$、3.2$$times$$10$$^{-22}$$Vsなる値が得られた。これらの値とSiに対する損傷係数の比較から、3C-SiCはSiより高い耐放射線性を有することが示唆された。また、照射効果に関連して、照射により誘起される欠陥の挙動を電子スピン共鳴(ESR)法を用いて調べた。この結果、照射3C-SiCにおいて等間隔に分離した等方的な5本線とその両側に存在する1対の5本線から構成されるESRスペクトル(g値=2.0029)を見出した。このスペクトルは1個の電子スピンと$$^{13}$$C核スピン及び$$^{29}$$Si核スピンとの超微細相互作用で説明される。これより、このスペクトル起因欠陥の構造として、Si原子位置における点欠陥が考えられる。

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