traps in 6H-SiC studied with Laplace deep level transient spectroscopy

小泉 淳*; Markevich, V. P.*; 岩本 直也; 佐々木 将*; 大島 武; 児島 一聡*; 木本 恒暢*; 内田 和男*; 野崎 眞次*; Hamilton, B.*; et al.

Applied Physics Letters, 102(3), p.032104_1 - 032104_4, 2013/01

https://doi.org/10.1063/1.4788814

Electrically active defects in -type 6H-SiC diodes were investigated using deep level transient spectroscopy (DLTS) and high-resolution Laplace DLTS. The commonly observed broadened DLTS peak which was previously ascribed to two traps referenced as has three components with activation energies for electron emission of 0.39, 0.43, and 0.44 eV. The defects associated with these emission signals have similar electronic structure, each possessing two energy levels with negative- ordering in the upper half of the 6H-SiC gap. The defects are related to a carbon vacancy at three non-equivalent lattice sites in 6H-SiC.

Single-alpha-particle-induced charge transient spectroscopy of the 6H-SiC pn diode irradiated with high-energy electrons

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

IEEE Transactions on Nuclear Science, 58(6), p.3328 - 3332, 2011/12

https://doi.org/10.1109/TNS.2011.2167631

電子線照射による6H-SiC(Silicon Carbide) pnダイオードの電荷収集量低下の原因を調べるため、電子線照射によりダイオード中に形成される欠陥について、単一アルファ粒子による電荷の過渡スペクトル分析(single-alpha-particle-induced charge transient spectroscopy: SAPICTS)と過渡容量分光法(deep level transient spectroscopy: DLTS)による評価を行った。SAPICTSによって検出された欠陥は、その活性化エネルギーとアニール特性から、DLTSで検出される電子トラップEと同一の欠陥であることが示唆された。アニール処理を施した結果、当該欠陥が減少するとともに、ダイオードの電荷収集量が回復することが明らかとなった。以上のことから、SAPICTSにより検出された欠陥は電荷収集量の低下に最も寄与する欠陥であると結論できた。

Time-dependent collected charges of 6H-SiC pn diodes measured using alpha particles

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

Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.222 - 225, 2010/10

Time-dependent collected charges of 6H-SiC (Silicon Carbide) pn diodes have been studied by using alpha particles. To investigate the impact of electron irradiation-induced defects on the time-dependent collected charges, temperatures of the samples were varied from 180 K to 310 K during the measurements. For electron-irradiated diode, the collected charges increase promptly and continue to increase slightly for tens of microseconds. The slight increases of charges are results of carrier detrapping by the electron irradiation-induced defects. It is also found that amount of detrapped charges depends on the temperatures. Two clear peaks at 205 K and 280 K are found for the electron-irradiated diode. These peaks are considered to be attributed to the defects which located at two different energy levels in the band gap.

Japanese Contributions to IAEA INTOR Workshop,Phase IIA; Chapter V:RF Heating and Current Drive

宮本 健郎*; 杉原 正芳; 木村 晴行; 松本 宏; 小田島 和男; 今井 剛; 福山 淳*; 岡本 正雄*; 永島 孝; 山本 巧; et al.

JAERI-M 82-172, 97 Pages, 1982/11

JAERI-M-82-172.pdf:1.77MB

このレポートはIAEA INTORフェーズIIAワークショップに対する国内の検討報告書の第V章に相当するものである。高周波加熱の物理検討として、イオンサイクロトロン周波数帯および低ハイブリッド周波数帯を用いた自己点火に至る主加熱、低ハイブリッド周波数帯を用いた炉心起動補助と電流駆動に重点を置いた。さらに、これらのシステムの概念設計を行なった。

6H-SiC pnダイオードの電荷収集効率の低下と電子線照射エネルギーの関係

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*

no journal, , 

炭化ケイ素半導体(SiC)の耐放射線性を調べる研究の一環として、電子線照射による6H-SiC pnダイオードの電荷収集効率(CCE)の低下について研究を行った。照射する電子線のエネルギーを100keVから1MeVまで変化させ、CCEの低下と電子線のエネルギーの関係を調べた。電子線のエネルギーが100keVの場合はCCEの変化は観測されず、200keV以上で、CCEの低下が観測された。SiCのはじき出し損傷のしきい値エネルギーは25eV程度であり、C及びSi原子をはじき出すのに必要な最低の電子線のエネルギーを求めたところ、それぞれ122keV及び255keVとなった。したがって、100keVの電子線照射では、C, Siのどちらの原子もはじき出されないため、欠陥が形成されず、CCEにも変化がなかったと考える。また、200keVの電子線照射では、C原子のみがはじき出されることから、CCEの低下にはC空孔に起因した欠陥が影響することがわかった。

ラプラス変換DLTSによる6H-SiC pnダイオードの欠陥評価

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

no journal, , 

SiC(Silicon Cargide)中の欠陥を調べるために、一般的に利用されている容量(Capacitance)-DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)ではなく、容量DLTSスペクトルのピークをもとにエネルギー的に近接して存在する欠陥準位を分離する逆ラプラス変換アルゴリズムを用いたDLTS(L-DLTS)を試みた。6H-SiC pnダイオードに対してC-DLTS測定を行った結果、2つのピーク(X1: 0.46eV、及びX2: 1.10eV)を検出することができた。一方、L-DLTSによりX1及びX2を評価した結果、X1の欠陥の活性化エネルギーは0.46eV, 0.40eV, 0.21eVという3つの近接したエネルギー準位に分かれることがわかった。また、X2の欠陥の活性化エネルギーは1.06eVと1.08eVの2つの近接したエネルギー準位に分離できることがわかった。

ラプラスDLTS測定によるn形6H-SiC中のnegative-Uセンターの観察

小泉 淳*; Markevich, V. P.*; 岩本 直也; 佐々木 将*; 小池 俊平*; 大島 武; 児島 一聡*; 木本 恒暢*; 内田 和男*; 野崎 眞次*; et al.

no journal, , 

n型六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)中に電子線照射やイオン注入によって形成されるE/E欠陥中心は、二個のキャリアを捕獲する特徴(negative-U特性)を有することが知られている。これまでわれわれは、ラプラスDLTS(Laplace deep level transient spectroscopy)測定の結果を詳細に解析することでE/Eを分離して観察することに成功し、さらにEが二つのエネルギー準位に分離できることを見いだしてきている。今回は、E/E欠陥中心の異なる荷電状態に対応したE及びEに着目し、これら欠陥センターも同様に分離して観察できるかをラプラスDLTSを用いて調べた。その結果、準位の分離に成功し、温度依存性から、それぞれのエネルギーがE-0.14eV, E-0.18eV及びE-0.26eVであると決定できた。

Accelerator based BNCT using solid Li target at OIST

松本 浩*; 鈴木 富美子*; 菅原 寛孝*; 吉岡 正和*; 東 保男*; 松本 教之*; 長谷川 和男; 近藤 恭弘; 内田 和秀*; 黒川 真一*

no journal, , 

BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) is a kind of radiation therapy for cancer. Boron is accumulated inside the tumor before the injection of the neutron beam to the target tumor. For long time BNCT researchers have been utilizing the neutron beam provided by nuclear reactors. The problem here is that appropriate nuclear reactors are scarce in the whole world. Recently, however, another source of neutron beam has been studied using high intensity, low energy proton accelerator. The intensity of the proton beam is 10 to 50 mA, which is rather high but the energy is always less than 10 MeV. The cost of the accelerator is about 1/7 of the heavy ion machine and it has a potential to become a standard machine as a tool for cancer radiotherapy in medium-sized to large hospitals. OIST BNCT will design a new and commercially affordable Linac (3 MeV beam energy) and solid Li target system. As a first step, we will concentrate to develop ECR ion source (60 mA of peak output current at 50 - 60 kV, 1 ms pulse width and 200 Hz of repetition rate) and LEBT (Low Energy Beam Transport).