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論文

Electronic structure and magnetic properties of the half-metallic ferrimagnet Mn$$_{2}$$VAl probed by soft X-ray spectroscopies

永井 浩大*; 藤原 秀紀*; 荒谷 秀和*; 藤岡 修平*; 右衛門佐 寛*; 中谷 泰博*; 木須 孝幸*; 関山 明*; 黒田 文彬*; 藤井 将*; et al.

Physical Review B, 97(3), p.035143_1 - 035143_8, 2018/01

AA2017-0644.pdf:1.01MB

 被引用回数:21 パーセンタイル:70.17(Materials Science, Multidisciplinary)

フェリ磁性体Mn$$_{2}$$VAl単結晶の電子構造を軟X線吸収磁気円二色性(XMCD)、軟X線共鳴非弾性散乱(RIX)によって調べた。全ての構成元素のXMCD信号を観測した。Mn L$$_{2,3}$$ XMCDの結果は、密度汎関数理論を基にしたスペクトル計算により再現でき、Mn 3$$d$$状態の遍歴的性質が明らかとなった。V L$$_{2,3}$$XMCDの結果はイオンモデル計算によって定性的に説明され、V 3$$d$$電子はかなり局在的である。この描像は、V L$$_{3}$$ RIXSで明らかとなった局所的な$$dd$$遷移と矛盾しない。

論文

中性子回折ラインプロファイル解析によるフェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の引張変形中の転位増殖その場観察

佐藤 成男*; 黒田 あす美*; 佐藤 こずえ*; 熊谷 正芳*; Harjo, S.; 友田 陽*; 齋藤 洋一*; 轟 秀和*; 小貫 祐介*; 鈴木 茂*

鉄と鋼, 104(4), p.201 - 207, 2018/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.29(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

To investigate the characteristics of dislocation evolution in ferritic and austenitic stainless steels under tensile deformation, neutron diffraction line-profile analysis was carried out. The austenitic steel exhibited higher work hardening than the ferritic steel. The difference in the work hardening ability between the two steels was explained with the dislocation density estimated by the line-profile analysis. The higher dislocation density of the austenitic steel would originate from its lower stacking fault energy. Dislocation arrangement parameters indicated that the strength of interaction between dislocations in the austenitic steel was stronger than that in the ferritic steel.

論文

Development of diagnostic method for deep levels in semiconductors using charge induced by heavy ion microbeams

加田 渉*; 神林 佑哉*; 岩本 直也*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 児島 一聡*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 348, p.240 - 245, 2015/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.25(Instruments & Instrumentation)

Deep level defects in semiconductors act as carrier traps Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) is known as one of the most famous techniques to investigate deep levels. However, DLTS does not well work for samples with high resistivity. To overcome this issue, DLTS using charge generated by ion incidence was proposed. Recently, we developed a deep level evaluation system based on Charge Transient Spectroscopy using alpha particles from $$^{241}$$Am (Alpha Particle Charge Transient Spectroscopy: APQTS) and reported the effect of deep levels in 6H SiC pn diodes generated by electron irradiation on the characteristics as particle detectors. In this study, we report the development of Charge Transient Spectroscopy using Heavy Ion Microbeams (HIQTS). The HIQTS can detect deep levels with micron meter spatial resolution since microbeams are applied. Thus, we can clarify the relationship between deep levels and device characteristics with micron meter resolution. When a 6H-SiC pn diode was irradiated with 12 MeV-oxygen (O) ions at 4$$times$$10$$^{9}$$ and 8$$times$$10$$^{9}$$ /cm$$^{2}$$, the charge collection efficiency (CCE) decreased to 71 and 52%, respectively. HIQTS signals obtained from those damaged regions using 15 MeV-O microbeams increased at measurement temperature ranges above 350 K, and the signals are larger with increasing 12 MeV-O ion fluence.

論文

Heavy-ion induced anomalous charge collection from 4H-SiC Schottky barrier diodes

牧野 高紘; 出来 真斗; 岩本 直也; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 平尾 敏雄*; 大島 武

IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(4), p.2647 - 2650, 2013/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:79.79(Engineering, Electrical & Electronic)

SiCデバイスのイオン誘起破壊現象研究の一環として、逆方向電圧を印加したn型六方晶(4H)SiCショットキーダイオードへ重イオンを照射し、ダイオード内で収集される電荷量を測定した。その結果、イオンの飛程がエピタキシャル層厚と同等、もしくはそれ以上の場合に、本来、入射イオンがイオンダイオード内に生成する電荷量を越えた多量の電荷収集が発生することが観測された。解析の結果、ショットキーダイオードにおける過剰な電荷収集においては、イオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要なパラメータであり、エピタキシャル層と基板の界面付近で発生した電荷によりポテンシャルが変動し、基板側から電荷が流れ込むという描像で説明できることが見いだされた。

論文

Heavy-ion-induced charge enhancement in 4H-SiC schottky barrier diodes

牧野 高紘; 出来 真斗; 岩本 直也; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

Proceedings of 10th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-10) (Internet), p.66 - 69, 2012/12

SiCデバイスのイオン誘起破壊現象の発生メカニズム解明を目指し、n型六方晶(4H)SiCショットキーダイオード内で発生する電荷量を測定した。ショットキーダイオードは、n型4H-SiC基板の上に成長させた30$$mu$$m厚のエピタキシャル層上に作製した。照射は、ダイオード内での飛程約26$$mu$$mを持つKr-322MeVを用いた。ダイオードに逆方向電圧を印加し、収集される電荷量をチャージアンプ(ORTEC 142C)で測定した。測定の結果、400V以上の電圧を印加した場合、Krがダイオード内に生成する電荷量を越えた電荷収集が発生した。イオン入射数と観測された電荷発生イベント数が同じであることから、この過剰な電荷は、ダイオード内に生成された電荷が何らかの理由で増幅されたものといえる。ダイオードは電荷によって破壊されることから、SiCショットキーダイオードの破壊現象の発生メカニズムにとって重要な知見といえる。

論文

Relationship between soft error rate in SOI-SRAM and amount of generated charge by high energy ion probes

迫間 昌俊*; 阿保 智*; 増田 直之*; 若家 富士男*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 平尾 敏雄*; 大島 武; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*; et al.

Proceedings of 10th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-10) (Internet), p.115 - 118, 2012/12

Soft Error Rates (SERs) in Partially Depleted (PD) Silicon-On-Insulator (SOI) Static Random Access Memories (SRAMs) with a technology node of 90 nm have been investigated by hydrogen (H), helium (He), lithium (Li), beryllium (Be), carbon (C) and oxygen (O) ions, accelerated up to a few tens of MeV using a tandem accelerator. The SERs increased with increasing the amount of the generated charge in the SOI body by a floating body effect, even if the amount of the generated charge was less than the critical charge. The SERs with the generated charge in the SOI body more than the critical charge were almost constant. These results suggest that the floating body effect induces soft errors by enhancing the source-drain current and increasing the body potential.

論文

Effect of a body-tie structure fabricated by partial trench isolation on the suppression of floating body effect induced soft errors in SOI SRAM investigated using nuclear probes

阿保 智*; 増田 直之*; 若家 富士男*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 平尾 敏雄; 大島 武; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*; 高井 幹夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(20), p.2360 - 2363, 2011/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.86(Instruments & Instrumentation)

埋め込み酸化膜を有するSOIデバイスは、高い耐放射線性が期待されているが、SOIデバイス特有の基板浮遊効果の影響で、従来のバルクによるSEU発生と異なるソフトエラーが発生するという報告がある。現在はその対策としてボディー電位構造を採用し基板浮遊効果を抑制している。本研究では、この構造を有したSOI SRAMにヘリウム,酸素イオンマイクロビームを照射して、ボディー電位固定構造がソフトエラー耐性に与える影響を検証した。ヘリウムイオン照射ではボディー電位固定構造のため金属パットに近い位置でのソフトエラー発生は少なくなった。これは動作領域での過剰キャリアの生成量がしきい値電荷以下であり、基板浮遊効果を抑制したと考えられる。一方、酸素イオンでは、動作領域での過剰キャリア生成量がしきい値電荷よりも大きいため、ボディー電位固定構造に関係なくソフトエラーの発生が観測された。

論文

Evaluation of soft errors using nuclear probes in SOI SRAM with body-tie structure fabricated by partial trench isolation

阿保 智*; 増田 直之*; 若家 富士男*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 平尾 敏雄; 大島 武; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*; 高井 幹夫*

Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.72 - 75, 2010/10

Partial Trench Isolation(PTI)技術を用いて作製したボディ電位固定構造の基板浮遊効果抑制力の影響を検証するため、SOI SRAMのソフトエラー発生率評価をHe及びOイオンで行った。また、同様の構造をTCAD上に再現し、SRAMではなく単体トランジスタにイオンが入射したときにドレイン電極に捕集される電荷量の計算も行った。Heイオンを用いた実験では、5.0及び6.0MeVのエネルギー領域で、ボディ電極から電極パッドまでの距離が遠くなるにつれてソフトエラー発生率が高くなった。解析の結果これは、基板浮遊効果抑制力がボディ電極と電極パッドの距離により変化することで解釈された。また、実験結果とTCADシミュレーション結果から、本実験で用いたSOI SRAMの実際のしきい値電荷は1.1-1.2fCであることがわかった。一方、酸素イオンを用いた実験では、13.5, 15.0, 18.0MeVの照射で、距離に関係なくソフトエラー発生率が一定となった。これは、ドレインで捕集される電荷量が距離にかかわらず、しきい値電荷よりも多くなるためである。以上より、PTIを用いて作製したボディ電位固定構造は、電極パッドからボディ電極までの距離により基板浮遊効果の抑制力に差があることを明らかにした。

論文

Development of a tracking method for augmented reality applied to NPP maintenance work and its experimental evaluation

Bian, Z.*; 石井 裕剛*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀; 泉 正憲

IEICE Transactions on Information and Systems, E90-D(6), p.963 - 974, 2007/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.28(Computer Science, Information Systems)

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、正確な位置・方向で重畳表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用を想定した場合、放射線の影響により、安全上作業対象物からできるだけ離れた位置の場合でもマーカの認識とトラッキング精度を確保しなければならないことである。本研究では、新たなトラッキング手法として、原子力発電所に多数存在する配管に着目し、その特徴を考慮して、配管や機器などに比較的貼りやすい縦長のラインコードマーカを開発した。本マーカを使用することで、作業対象物からの距離を遠方にしてもマーカの認識を確保できるようにした。本研究では、マーカを開発し、その評価実験を実験室で実施した。その結果、ユーザと作業対象物との距離が約10mの場合でも、約20cmの誤差範囲で認識することができ、従来のマーカよりも遠方でマーカを認識できることが確認された。

口頭

原子力発電プラントの現場作業支援のための拡張現実感用トラッキング手法の開発と評価

石井 裕剛*; Bian, Z.*; 関山 友輝*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 泉 正憲; 兼平 宜紀; 森下 喜嗣

no journal, , 

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、重畳表示を正確な位置・方向を表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用に関しては、あまり研究されていなかった。これまで、著者らは原子力発電プラント内での使用を前提とする新トラッキング手法として配管に貼りつけるラインコードマーカを開発し、高精度のマーカの認識率を上げてきた。本研究では、複数のカメラとジャイロセンサを併用して、トラッキングを行うハイブリッとトラッキング技術を開発し、原子力発電プラント(ふげん)で評価実験を行った。その結果、トラッキングの範囲が、従来のトラッキング手法に比べて、3倍程度拡大された。

口頭

高エネルギーイオンを核プローブとして用いたBulk/SOI-SRAMのソフトエラー発生評価

阿保 智*; 増田 直之*; 若家 富士男*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 平尾 敏雄; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*; 高井 幹夫*

no journal, , 

宇宙放射線などに起因する高エネルギー粒子入射によって半導体素子で発生する誤動作(ソフトエラー)は、近年の半導体素子の微細化により大きな問題となっている。放射線耐性の高い半導体素子としてSOI(silicon-on-insulator)半導体素子が挙げられる。しかし、SOIデバイス特有の基板浮遊効果によりソフトエラーが発生するため、その発生メカニズム解明及び抑制構造の開発が重要である。本研究では、バルク及びSOI SRAMの放射線耐性評価を酸素イオン(9$$sim$$18MeV)を用いて行った。評価に用いたSRAMは、通常のバルクSi基板と90nmノードSOI-SRAM(SOI層が75nm,BOX層が145nm)でしきい値電荷は1.8fCである。酸素イオン入射でのソフトエラー発生率が13MeV以上で飽和することが見いだされた。酸素イオン入射によりSOIボディで発生する電荷をSRIMコードを用いて計算した結果、13MeV以上の酸素イオンはSOIボディにしきい値電荷以上の電荷を発生させることがわかった。したがって13MeV未満の酸素イオン入射で発生するソフトエラーは、基板浮遊効果の電流増幅により引き起こされ、13MeV以上の酸素イオン入射では、酸素イオン自身による電荷生成と基板浮遊効果の相乗作用によるソフトエラーの発生と結論できた。

口頭

酸素イオンプローブを用いた90nmノードSOISRAMのソフトエラー耐性評価

阿保 智*; 増田 直之*; 若家 富士男*; 高井 幹夫*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*

no journal, , 

絶縁膜上薄膜単結晶シリコン(SOI: Silicon-on-Insulator)基板に作製した半導体デバイスは、従来のバルク基板上に作製した半導体デバイスと比較し、ソフトエラー耐性が高いが、SOIデバイス特有の基板浮遊効果のため、バルクデバイスと異なる過程でのソフトエラーが発生する。本研究では、基板浮遊効果抑制のためのボディ電位固定構造を有したSOI SRAM(static random access memory)のソフトエラー耐性評価を9-18MeVの酸素イオンプローブを用いて行った。SOI-SRAMのソフトエラー発生率は、10.5MeV以上の酸素イオン照射で徐々に大きくなり、13MeV以上では飽和した。また、SOIボディで発生する電荷量の計算を行ったところ13MeV以上の酸素イオン照射では、クリティカルチャージ以上の電荷が発生することがわかった。これらのことより、13MeV未満の酸素イオン照射で発生するソフトエラーは基板浮遊効果による電流増幅により引き起こされており、13MeV以上の酸素イオン照射では、酸素イオン自身による電荷生成と基板浮遊効果の相乗作用によりソフトエラーが発生していると考えられる。

口頭

4H-SiCショットキーダイオードにおけるイオン誘起電荷の過剰収集

牧野 高紘; 出来 真斗; 岩本 直也; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

no journal, , 

SiCデバイスのイオン誘起破壊現象研究の一環として、逆方向電圧を印加したn型六方晶(4H)SiCショットキーダイオードへ重イオンを照射し、ダイオード内で収集される電荷量を測定した。ショットキーダイオードは、n型4H-SiC基板の上に成長させた30$$mu$$m厚のエピタキシャル層上に作製しており、逆方向に400V以上の電圧を印加した状態でKrイオン(エネルギー322MeV、飛程27$$mu$$m in SiC)を照射した。その結果、Krイオンがダイオード内に生成する電荷量を越えた電荷収集が確認された。この原因として、イオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係に注目し、ダイオード内での飛程が異なる$$alpha$$線(エネルギー5.4MeV、飛程18$$mu$$m in SiC)を照射し、収集電荷量を測定した。しかし、$$alpha$$線がダイオード内に生成する電荷量を越えた電荷収集によるピークは確認されなかった。以上より、ショットキーダイオードにおける過剰な電荷収集は、イオンの飛程がエピタキシャル層厚と同等、もしくはそれ以上の場合に起こる現象であると推察できる。

口頭

4H-SiCショットキーダイオードにおけるイオン誘起電荷の増幅

牧野 高紘; 出来 真斗; 岩本 直也; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

no journal, , 

耐放射線性デバイスへの応用が期待されるSiCデバイスのイオン誘起破壊現象研究として、逆方向を印加したn型六方晶(4H)SiCショットキーダイオードへ重イオンを照射し、ダイオード内で収集される電荷量を測定した。ショットキーダイオードは、n型4H-SiC基板上に成長させた30$$mu$$m厚のエピタキシャル層に作製し、ダイオード内での飛程約26$$mu$$mを持つKr-322MeVを照射した。基板側に正の電圧を印加し、基板で収集される電荷量をチャージアンプ(ORTEC 142C)で測定した。その結果、400V以上の電圧を印加した場合、Krがダイオード内に生成する電荷量を越える電荷収集が観測された。イオン入射数と観測された電荷発生イベント数が同じであることから、この過剰な電荷は、ダイオード内に生成された電荷が何らかの理由で増幅されたものといえる。SiCショットキーダイオード内の空乏層がエピタキシャル層に近づくとこの現象が観測されることから、イオン誘起電荷の増幅メカニズムにはエピタキシャル層と基板の界面が何らかの関与をしていると考えられる。

口頭

高エネルギーイオンプローブを用いたSOI-SRAMソフトエラー発生率のBOX下生成電荷依存性

迫間 昌俊*; 阿保 智*; 若家 富士男*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 岩松 俊明*; 尾田 秀一*; 高井 幹夫*

no journal, , 

これまで、中エネルギーイオンプローブを用いてSOI(Silicon on Insulator)層での生成電荷量とソフトエラー発生の関係を明らかにしてきた。SOIデバイスでは動作領域がBOX(Buried Oxide)層で分離されているためにBOX層下での生成電荷はソフトエラーに影響がないと考えられてきたが、SOIデバイスへの高エネルギー粒子入射時にはBOX下で生成される電荷により動作領域の異常電流が増加するとの報告もある。そこでBOX下での生成電荷とソフトエラーとの関係を明らかにするため、SOI-SRAM(Static Random Access Memory)のBOX下まで到達し大量の電荷を生成する高エネルギー粒子を照射しソフトエラーを評価行った。実験ではサイクロトロン加速器で加速したAr150 MeV, N56 MeV, Kr322 MeVを用いた。するとN, Ar, Kr照射によるソフトエラー発生率が基板に微少電荷しか生成しないこれまでの中エネルギーイオンプローブを用いた結果と比較すると増加したため、基板での生成電荷やPTI(Partial Trench Isolation)やBOXなどの酸化膜での正孔捕獲が原因でソフトエラーが発生したと考えられる。

口頭

4H-SiCショットキーダイオードにおけるイオン誘起破壊前兆現象メカニズムの検討

牧野 高紘; 出来 真斗*; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

no journal, , 

SiCデバイスのイオン誘起破壊現象の耐性強化技術の開発に向け、30$$mu$$mのエピタキシャル層を持つSiCショットキーダイオード(SBD)へ、SiC中での飛程が異なる2種類の重イオン(18及び27$$mu$$m)を照射し、SBDの収集電荷を評価した。具体的には、重イオン照射中に、SBDは逆方向バイアスを徐々に増加させ、収集される電荷をチャージアンプで測定した。その結果、飛程が長いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上の条件において、イオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集が確認された。一方、飛程が短いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上となってもイオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集は確認されなかった。この過剰収集の原因として、イオンの飛程とエピタキシャル層厚に関係があると予想し、エピタキシャル層厚の異なる(25及び69$$mu$$m)SBDへ、飛程が長いイオン(27$$mu$$m)を照射し、収集電荷測定を行った。その結果、イオンの飛程に対してエピタキシャル層が十分に厚い69$$mu$$mの場合は過剰収集が発生せず、エピタキシャル層が同等の25$$mu$$mの場合のみ過剰収集が確認された。このことより、予想どおり電荷の過剰収集においてイオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要であると結論できた。

口頭

アルファ粒子誘起過渡電荷を用いた4H-SiCショットキーバリアダイオード中の欠陥評価

神林 佑哉; 小野田 忍; 加田 渉*; 牧野 高紘; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武; 神谷 富裕; 花泉 修*

no journal, , 

半導体デバイス中に発生する照射欠陥の評価技術として開発を進めているアルファ線誘起電荷スペクトロスコピー(APQTS)評価装置の改良を行うとともに、その装置を用いて電子線や陽子線照射により六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)を用いたショットキーダイオード(SBD)型粒子検出器に発生する欠陥を調べた。評価装置の改良としては、従来の試料が固定されたチップキャリアを冷却・加熱する方式から、試料を直接冷却・加熱ホルダーに固定する方式へとすることで、200K$$sim$$600Kであった測定温度範囲を100K$$sim$$600Kとした。この装置を用いて、1MeV電子線, 3MeV陽子線を照射することで電荷収集効率を低下させた4H-SiC SBDのAPQTS評価を行った。その結果、350K付近にAPQTSスペクトルのピークが観測され、このピークをアレニウスプロットすることで活性化エネルギーを求めたところ0.55eVであることが判明した。この欠陥ピークが室温付近で観測されること、0.55eVと深い準位であることから、この欠陥の発生により4H-SiC SBDの粒子検出特性が低下すると結論できた。

口頭

Investigation of deep levels in silicon carbide using ion-induced charge transient spectroscopy

加田 渉*; 小野田 忍; 岩本 直也*; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 牧野 高紘; 神林 佑哉; 江夏 昌志; 花泉 修*; 神谷 富裕; et al.

no journal, , 

Charge transient spectroscopy (QTS) techniques using ionizing particle probes, 5.5 MeV alpha particles from an $$^{241}$$Am radiation source (APQTS) and focused heavy ions (10.5 MeV oxygen) from a 3 MV tandem accelerator (HIQTS) were applied in order to investigate effects of deep levels on the Charge Collection Efficiency (CCE) of Schottky Barrier Diodes (SBDs) fabricated on 4H Silicon Carbide (SiC). The degradation of CCE for 4H-SiC SBDs irradiated with 3 MeV protons at 10$$^{12}$$ /cm$$^{2}$$ was observed. The APQTS and HIQTS measurements for the irradiated 4H-SiC SBDs were performed. As a result, a deep level at an activation energy of 0.73 eV was detected from the irradiated 4H-SiC SBDs.

口頭

Ion-induced anomalous charge collection mechanisms in SiC Schottky barrier diodes

牧野 高紘; 出来 真斗*; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

no journal, , 

これまで、30$$mu$$mのエピタキシャル層を持つSiCショットキーダイオード(SBD)へ、SiC中での飛程が異なる2種類の重イオン(18, 27$$mu$$m)を照射し、SBDの収集電荷を評価してきた。その結果、イオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集(過剰収集)は、飛程が長いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上の条件で発生するのに対し、飛程が短いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上でも確認されないことを明らかにしている。この過剰収集の原因を解明するため、イオンの飛程とエピタキシャル層厚に注目し、エピタキシャル層厚が異なる(25, 69$$mu$$m)、2つのSBDへ、イオン(飛程27$$mu$$m)を照射し、収集電荷のエピ厚依存性を調べた。その結果、どちらの場合においても過剰収集は発生するが、25$$mu$$mの場合の方が69$$mu$$mの場合に比べて電荷の増幅率が大きいことが分かった。このことより、電荷の過剰収集においてイオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要であることが明らかとなった。

口頭

4H-SiCショットキーバリアダイオードにおけるイオン誘起破壊メカニズムの検討

牧野 高紘; 出来 真斗*; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武

no journal, , 

炭化ケイ素(SiC)デバイスのイオン誘起破壊メカニズムの解明に向け、n型六方晶4H-SiC SBDのエピタキシャル層(エピ層)厚とSBD内でのイオンの飛程の関係に注目し、SiCショットキーダイオード(SBD)に発生するイオン誘起電荷量を評価した。実験は、エピ層厚の異なる(25及び69$$mu$$m)SBDへ、デバイス中飛程27$$mu$$mのイオンを照射し、収集電荷測定を行った。どちらの場合も400 V印加時には、理論値を越えた過剰な電荷収集が観測され、イオン誘起電荷が増幅されることが判明した。この時のSBD内の電界強度は、25$$mu$$mと69$$mu$$mどちらのエピ層においてもほぼ同じであるが、エピ層内に誘起される収集電荷量の増幅率は69$$mu$$mよりも25$$mu$$mのエピ層でより大きくなることがわかった。このことより、エピ層厚とイオン飛程の関係が電荷の増幅・過剰収集に関与する重要なパラメータであると帰結できた。

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