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論文

Improved model for single-event burnout mechanism

久保山 智司*; 池田 直美*; 平尾 敏雄; 松田 純夫*

Proceedings of 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.165 - 168, 2004/10

パワーMOSFET及びバイポーラトランジスタの破損を引き起こすシングルイベントバーンアウト現象はこれまでデバイスシミュレータで再現することが困難であり、その詳細な発生メカニズムは完全には理解されていなかった。われわれは、重イオンの飛跡に沿って発生するプラズマコラム中ではキャリア及びフォノンが高密度で存在することから、通常よりも高い頻度でバンド間トンネリングが発生すると仮定することにより、実験で得られたデータとよく一致するシミュレーション結果を得た。本ワークショップではシングルイベントバーンアウトのモデル開発について報告し、議論する。

論文

半導体トランジスター素子のシングルイベントバーンアウト現象の解析

平尾 敏雄; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 永井 由紀*; 大平 秀春*; 伊藤 久義; 松田 純夫*

JNC TN7200 2001-001, p.66 - 68, 2002/01

半導体素子のシングルイベント現象の一種であるシングルイベントバーンアウト(SEB)は、従来MOSFETにおいて発生すると報告されていた。われわれは、バイポーラトランジスタについてSEB評価を行い、その発生を確認した。SEB測定にはわれわれの開発したEPICS測定システムを使用した。その結果、バイポーラトランジスタでもSEBが発生することを見いだし、イオン入射時のバイポーラトランジスタにおけるベースとエミッタの電流波形の直接観測に成功した。さらに、SEBの耐性向上対策を検討した結果、ベース領域に添加する不純物濃度の増加とベース幅の伸張により約20%の耐性強化が可能であるという結論を得た。

論文

Mechanism for single-event burnout of bipolar transistors

久保山 智司*; 鈴木 隆博*; 平尾 敏雄; 松田 純夫*

IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(6), p.2634 - 2639, 2000/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:55.5(Engineering, Electrical & Electronic)

高エネルギー粒子が半導体中の能動領域を通過する時、その飛跡に沿って発生した高密度の電子-正孔対によるシングルイベント現象が生じることは良く知られている。その現象の一つであるシングルイベントバーンアウト(SEB)、従来Power MOSFETにおいて発生するといわれてきた。われわれは、実験として、すでに確立したSEBの測定方法であるEPICS測定システムを民生用の小信号バイポーラトランジスタ(BJT)に適用し、250MeV Niイオンを用いてSEB評価を実施した。その結果、BJTでもSEBが発生することを見いだし、イオン入射時のBJTにおけるベースとエミッタの電流波形の直接観測に成功した。本報告では、これらの結果を詳説するとともに、MOSFETとBJTにおけるSEB発生機構の相違について議論する。

報告書

トランジスタの$$gamma$$線及び電子線照射効果; 線量率及び照射温度の効果

平尾 敏雄; 吉川 正人; 森田 洋右; 貝賀 秀明*; 矢田 正信*

JAERI-M 89-207, 128 Pages, 1989/12

JAERI-M-89-207.pdf:2.62MB

使用環境に応じた半導体素子の照射劣化挙動を調べるために、バイポーラトランジスタ2種及びパワーMOSトランジスタを用いて、$$gamma$$線照射による電気特性の線量率依存性を求めた。線量率依存性の他に電子線と$$gamma$$線照射との比較及び照射温度を-40$$^{circ}$$C~100$$^{circ}$$Cまで変化された時の電気特性の変化も求めた。なお、$$gamma$$線照射の線量率は、10$$^{2}$$R/h~10$$^{6}$$R/hまでの広い範囲にわたって行った。この結果、高耐圧低速度スイッチング及び通信工業用の2SB603(PNP)トランジスタの電気特性で顕著な線量率及び照射温度依存性が認められたが、高速度スイッチング及び高周波増幅用の2SC764(NPN)及びNチャンネルパワーMOSトランジスタの電気特性では、線量率及び照射温度依存性が少ないことが明らかとなった。

論文

半導体の照射効果に及ぼす温度の影響

吉川 正人; 早川 直宏; 川上 和市郎

EIM-86-137, p.77 - 85, 1986/00

バイポーラトランジスタ 4種類を1.0$$times$$10$$^{6}$$R/hにて0.1~0.3MR,照射温度 室温~150$$^{circ}$$Cの各温度にて照射し、この時の直流電流増幅率h$$_{F}$$$$_{E}$$及び逆方向飽和電流I$$_{C}$$$$_{B}$$$$_{O}$$について測定を行った。h$$_{F}$$$$_{E}$$は室温照射を行った時よりも加熱照射を行った時のほうが低下した。温度によっても異なるが、60~80$$^{circ}$$Cの照射温度が最も低下し、それ以上の温度ではまた回復した。一方、I$$_{C}$$$$_{B}$$$$_{O}$$は照射温度が高いほど特性が小さくなり、特に80$$^{circ}$$C以上では顕著に減少した。照射線量による挙動の違いはみられなかった。 h$$_{F}$$$$_{E}$$の加熱照射による低下の原因は、主にI$$_{B}$$の増加によることがわかった。この原因としてSi/SiO$$_{2}$$界面の界面準位が考えられる。バイポーラトランジスタの耐放射線性の評価を行う場合、放射線に加えてその環境温度の影響を考慮する必要のあることがわかった。

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