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小野田 忍; 平尾 敏雄; Laird, J. S.*; 三島 健太; 河野 勝泰*; 伊藤 久義
IEEE Transactions on Nuclear Science, 53(6), p.3731 - 3737, 2006/12
被引用回数：16 パーセンタイル：72.85(Engineering, Electrical & Electronic)宇宙環境に存在する数十MeV
数百GeVの高エネルギー重イオンが半導体素子に誘起するシングルイベント(SE)効果の発生機構を調べるためには、微細な高エネルギーイオンビームを半導体素子の任意の領域に照射する技術が必要となる。そのため、百MeV級の重イオンのビーム径を絞って任意の位置に照射し、その際発生するSE過渡電流の強度をマッピングすることができるTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)システムを開発し、数十から数百
mの感受領域を持つ半導体素子に対してTIBICイメージを実測した。その結果、エネルギーが高くなるに従いSE過渡電流の波高が高くなることがわかった。重イオンが半導体中に誘起する電子・正孔分布(プラズマトラック)の計算を実施し、シノプシス製TCAD10を用いてデバイスシミュレーションした結果、エネルギーが高くなるほどプラズマ密度が低くなり、また、低密度であるほどプラズマ中のキャリア拡散が速くなるため、キャリアが高速で収集されSE過渡電流の波高が高くなることが明らかとなった。
Laird, J. S.*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 伊藤 久義; Johnston, A.*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 53(6), p.3312 - 3320, 2006/12
被引用回数：14 パーセンタイル：68.12(Engineering, Electrical & Electronic)ピコ秒の単一パルスレーザー(788nm)及び単一イオンが誘起するシングルイベント過渡電流の比較を行った。パルスレーザーを用いてイオンを模擬することが可能となれば、実験時間の短縮や実験費用の削減に繋がる。実験に使用したパルスレーザー及びイオンのビーム径はおよそ1mとした。実験とデバイスシミュレータにより求めた過渡電流を比較した結果、アンバイポーラ拡散が起因となって発生する電流については、パルスレーザーでイオンを模擬することができないことが明らかとなった。しかしながら、アンバイポーラ拡散の後に発生するドリフト電流成分については、パルスレーザーでイオンを模擬することができることが明らかとなった。
and heavy ion damage on the impulse response and pulsed gain of a low breakdown voltage Si avalanche photodiodeLaird, J. S.*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 伊藤 久義; Becker, H.*; Johnston, A.*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 53(6), p.3786 - 3793, 2006/12
被引用回数：10 パーセンタイル：56.98(Engineering, Electrical & Electronic)はじき出し損傷及びトータルドーズ効果がSiアバランシェフォトダイオードの過渡応答に及ぼす影響をピコ秒パルスレーザーシステムを用いて評価した。はじき出し損傷は重イオンを使用し、トータルドーズ効果は線を使用して導入した。100kGy(Si)の線照射を行う前後に過渡応答特性及びゲインを評価した結果、有意な差異が見られなかった。また、電圧負荷を加えた状態及び電圧負荷を加えない状態で線照射を行った。その結果、前者の方が後者と比較してリーク電流が数桁も増加することが明らかとなった。その原因としては、フィールド酸化膜の界面準位が原因であると考えられる。さらに、重イオンによりはじき出し損傷を導入した試料についても同様の計測を行った結果、線照射と同様にアバランシェフォトダイオードの過渡応答に変化が見られなかった。以上のことから、100kGy(Si)までの放射線線量までは本研究で使用したSiアバランシェフォトダイオードは耐放射線性を有することが明らかとなった。
