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今泉 充*; 中村 徹哉*; 田島 道夫*; 佐藤 真一郎; 大島 武
Proceedings of 39th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-39) (CD-ROM), p.3243 - 3248, 2013/06
逆積み格子不整合型(IMM)三接合太陽電池の構成要素である、InGaP, GaAs, InGaAs(In=20%), InGaAs(In=30%)単接合太陽電池の10MeV陽子線及び1MeV電子線による劣化を調べ、その放射線耐性を比較した。単接合太陽電池の放射線耐性の比較は、宇宙用IMM三接合太陽電池の設計、開発にあたって不可欠な知見である。比較の結果、InGaP単接合太陽電池が最も耐性が高いことがわかった。一方で、InGaAs単接合太陽電池はその性能の指標となる短絡電流(Isc)の劣化が他の太陽電池と比べて顕著であり、特に電子線に対して耐性が低く、陽子線に対してはGaAs太陽電池と同程度の耐性を示すことがわかった。
中川 聰子*; 田島 道夫*; 廣瀬 和之*; 大島 武; 伊藤 久義
Japanese Journal of Applied Physics, 48(3), p.031201_1 - 031201_4, 2009/03
被引用回数：4 パーセンタイル：18.58(Physics, Applied)極薄トップシリコン層を有するシリコン-オン-インシュレータ(SOI)中の軽元素不純物を電子線照射による発光活性法により調べた。さまざまな製法により作製したトップシリコン層厚が62nmのSOI基板を用い、紫外光を励起光としたフォトルミネッセンス測定を行うことで、格子間炭素と酸素不純物の複合欠陥に起因するCライン及び格子間及び置換型炭素の複合欠陥に起因するGラインを観察した。その結果、電子線照射によりCライン,Gラインの発光強度が増大し、さらに、SOI基板に含有する不純物濃度により、発光強度に差異が生ずることが判明した。このことより、極薄SOI中に含まれる微量な炭素や酸素といった不純物濃度は、電子線照射による発光活性法で評価できると帰結できた。
今泉 充*; 豊田 裕之*; 島田 貴信*; 小川 博之*; 田島 道夫*; 久松 正*; 中村 一世*; 高本 達也*; 佐藤 真一郎; 大島 武
Proceedings of the 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8), p.127 - 130, 2008/12
宇宙航空研究開発機構が着手している金星ミッションと水星ミッションにおいて惑星探査機がさらされる環境を模擬し、宇宙用InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の電気出力に対する高温高光強度(HIHT)環境の影響について調べた。電流・電圧測定の結果、+200
Cでは電流が0の付近でキンク状のパターンが現れた。また、これらのミッションの運用期間において予想される放射線曝露量を換算し、3MeV陽子線を2
10
/cm
照射した試料に対しても、同様にキンク状のパターンが確認された。さらに、HIHT環境下での熱サイクル試験及び連続稼働試験を行い、連続稼働試験では電流出力が有意に劣化する結果を得た。
今泉 充*; 豊田 裕之*; 嶋田 徹*; 小川 博之*; 田島 道夫*; 久松 正*; 中村 一世*; 高本 達也*; 佐藤 真一郎; 大島 武
Proceedings of 8th European Space Power Conference (CD-ROM), 6 Pages, 2008/09
InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の高光強度高温(HIHT)条件下における電気出力の影響について調べた。金星ミッションや水星ミッションを想定してHIHT条件を設定し、宇宙航空研究開発機構(JAXA)において電気特性の測定を実施した。電流電圧測定の結果、200
Cにおいては電流出力が0となる付近でキンク状のパターンが形成されることがわかった。また、3MeV陽子線を
cm照射することで特性を劣化させた太陽電池においても同様の結果が観測された。熱サイクル試験では電気出力の劣化はみられなかったが、連続稼働試験では徐々に電流出力が劣化する結果となったことから、太陽電池パネルの設計において、この出力減少分を考慮する必要があることが判明した。
森岡 千晴*; 今泉 充*; 杉本 広紀*; 佐藤 真一郎; 大島 武; 田島 道夫*
Proceedings of 17th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-17) (CD-ROM), p.504 - 505, 2007/12
実宇宙の超高効率太陽電池開発の一環として、(Al)InGaP太陽電池の放射線耐性について調べた。ベース層の厚さは1
mで統一し、アルミの組成比及びベース層におけるキャリア濃度を変化させたセルを作製し、3MeV陽子線を110
cm
まで照射した。その結果、短絡電流及び開放電圧の保存率は、組成がAl
In
Ga
PのセルとInGaPのセルの間で有意な差がみられなかったことから、AlInGaPセルについてはベース層キャリア濃度に勾配をつけた構造は放射線耐性に有効ではないことがわかった。
中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
Materials Science & Engineering B, 134(2-3), p.172 - 175, 2006/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.64(Materials Science, Multidisciplinary)SOI(Silicon On Insulator)基板の極薄トップ層に含まれる軽元素不純物の評価方法を開発するために、1MeV電子線を310
110
/cm
照射したSOI基板のトップ層をフォトルミネッセンスで評価した。トップ層のみからの情報を得るため励起光に紫外光(Arレーザー,波長351,364nm)を用い、4.2Kでのフォトルミネッセンス測定を行った。その結果、未照射試料では見られない格子間炭素-格子間酸素に起因するCラインや格子間炭素-格子置換位置炭素に起因するGラインと呼ばれる発光が照射後に観測され、電子線照射を行うことでSOIのトップ層に含まれる微量の炭素や酸素不純物が検出できることを見いだした。
中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
低消費電力・高速・高集積化のすべてを満たす半導体デバイス用基板として大きく期待されているSilicon on Insulator(SOI)ウエハの極薄トップ層(50200nm程度)の評価技術開発を目的に、放射線損傷によって誘起された不純物由来の発光センターのフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。実験は、50keVのXeイオンを110
110
/cm注入したトップ層厚が62nmのSOIウエハー(SIMOX)に対し、可視光レーザー(Kr
: 647nm)/紫外光レーザー(ArUV: 351nm, 364nm)によるPLスペクトル測定を液体ヘリウム温度(4.2K)で行った。測定の結果、極薄トップ層に焦点がある紫外光励起の場合C-line(発光エネルギー0.79eV, Ci-Oiに起因)が観測されるが、極薄トップ層よりも深いバルク全体に焦点がある可視光励起ではC-lineは観測されないことが判明した。このことより、軽元素である炭素不純物,酸素不純物がトップ層でのみ発光活性化されたことがわかる。また、Arイオンの照射量が多くなるにつれ、紫外光励起の場合のみバンド端発光が弱くなる傾向が見られ、この発光もSi基板からではなくトップ層に由来するものであることが明らかとなった。以上より、紫外光励起によるPLスペクトルの低温測定によって、極薄SOI層の不純物評価が行えることが確認された。
中川 聰子*; 曽根 理嗣*; 田島 道夫*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
SOI基板は次世代の半導体デバイス用基板として非常に注目されているが、Si活性層厚が20200nmと極薄であるため軽元素不純物の評価が非常に困難であり、評価法が確立されていない。本研究では、照射誘起欠陥がもたらす発光センターを利用し、高精度かつ高感度なフォトルミネッセンス(PL)スペクトル測定を行うことにより、Si極薄活性層中の軽元素不純物の検出を試みた。1MeVでの電子線照射により基板及び極薄SOI層の軽元素を発光活性化させた各製法(UNIBOND, SIMOX, ELTRAN)によるSOIウエハー及び数十keVでのXeイオン注入により極薄SOI層のみを発光活性化したSOIウエハー(UNIBOND, SIMOX)に対し、可視光レーザー(Kr: 647nm)/紫外光レーザー(ArUV: 364nm)によるPLスペクトル測定を4.2Kにて行った。その結果、電子線照射ではシリコン基板及び極薄SOI層で、Xeイオン注入では極薄SOIのみで発光活性化が起こり、紫外光レーザー励起により、軽元素不純物である炭素及び酸素が極薄SOI層中で検出された。また、各種SOI層で発光(C, G-line)の現れ方に違いが見られ、不純物濃度が製法により異なることが見いだされた。
森岡 千晴*; 杉本 広紀*; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 大島 武; 田島 道夫*; 岐部 公一*
no journal, ,
高い変換効率と耐放射線性を有する三接合太陽電池(InGaP/GaAs/Ge)は宇宙用太陽電池の主流となりつつあるが、本研究ではこの三接合太陽電池のさらなる性能向上を目指し、InGaPトップ層へのAl添加について検討した。InGaPにAlを加えると、バンドギャップの増大に伴う出力電圧や耐放射線性の向上などが期待される。GaAs基板上にAlInGaPをMOCVDにより積層して、1cm1cmの太陽電池を作製し、1MeV電子線及び3MeV陽子線を照射することによってその耐放射線性を調べた。また、未照射のAlInGaP結晶の光学的評価を室温フォトルミネッセンス測定により行ったところ、1.9eVと2.0eV付近に発光ピークが確認された。これらはAlInGaPとInGaPのバンドギャップに相当していることから、結晶成長中に層内で相分離が起きていると考えられるため、今後の課題といえる。
-ray to peaceful and safe use of nuclear energy羽島 良一; 早川 岳人; 静間 俊行; 菊澤 信宏; 田島 俊樹; 瀬谷 道夫
no journal, ,
レーザーと加速器の融合による光源技術の一つ、レーザーコンプトン散乱は、大強度の単色線ビームの発生を可能にする。われわれは、エネルギー回収型リニアック(ERL)とファイバーレーザーを用いた線源の開発と原子力分野への応用を提案している。エネルギー可変の単色線ビームは、同位体の非破壊分析を可能にし、保障措置,廃棄物処理処分などに応用できる。
