1999 Fiscal Year Annual Research Report

高エネルギー放射線用集積化画像検出器の開発

Research Project

Project/Area Number	10355016
Research Institution	RESEARCH INSTITUTE OF ELECTRONICS, SHIZUOKA UNIVERSITY
Principal Investigator	畑中義式静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60006278)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山下貴司浜松ホトニクス株式会社, 中央研究所, 室長(研究職) 青木徹静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (10283350) 中西洋一郎静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00022137) 富田康弘浜松ホトニクス株式会社, 電子管事業部, 研究員二橋得明浜松ホトニクス株式会社, 電子管事業部, 研究員研究リーダー
Keywords	固体X線画像検出器 / 高エネルギー放射線 / イメージングデバイス / CdTeダイオード / レーザードーピング / MOCVD / 高エネルギー分解能 / 室温動作
Research Abstract	高エネルギー放射線を対象としたCdTe単結晶を用いた固体化検出器の開発研究がなされ,多くの基礎技術を開発し,この技術により得られた検出器の性能は室温動作で世界最高の値が得られている.この基礎技術には我々が研究開発したリモートプラズマ励起MOCVD法による低基板温度(150℃)でのエピタキシャル成長技術,エキシマレーザードーピング法による選択ドーピングによるpin CdTeダイオード集積化技術が組み合わされている.本研究において目的とする高性能なデバイスを実現するためには,上記のデバイス作製法の基礎技術によるところが大きい.プラズマにより発生させた水素原子ラジカルの助けにより,100〜150℃の低基板温度でエピタキシャル成長及び高濃度ドーピングの出来る技術を確立した.これを応用してCdTe及びCdZnTeの高低抗バルク結晶にn層及びp層をエピタキシャル成長しpin構造の検出器を形成できる.この技術は熱に弱い化合物半導体に適用するのに極めて好都合な技術であり注目されることとなった.更に,エキシマレーザーを用いたドーピングと微細加工プロセスの併用をすることによりマルチピクセル化した集積化技術の研究を行った.レーザードーピング法というのは,半導体表面に不純物となる化合物を極薄く(200Å)蒸着し,後,エキシマレーザーを照射する.このとき,雰囲気を5〜10気圧の高圧窒素又はアルゴン中で行うとアブレーションが起こらないで,瞬間的に高温に加熱され,不純物の固体中拡散が起こり高濃度のドーピングが出来る.この現象を,II-VI族半導体の場合に適用した.上記の技術を複合的に組み合わせて,放射線検出器を作製しその性能を評価した.室温動作でアイソトープCo-57からの放射線,122KeVのエネルギー分解能で,半値幅1.7KeVの世界で最高のものを実現できた.

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] M.Niraula et al.: "Growth of CdTe layers by Hydogen Radical Assisted MOCVD"Proc.of the 15th symp.on plasma processing. 418-421 (1998)
[Publications] M.Niraula et al.: "Radical assisted metalorganic chemical vapor deposition of CdTe on GaAs and carrier transport mechanism in CdTe/n-GaAs eterojunction"J.Appl.Phys.. 83. 2656-2661 (1998)
[Publications] D.Noda et al.: "Zn_xCd_<1-x>Te Epitaxial growth by Remote Plasma Enhanced MOCVD method"MRS Symp.Proc.. 487. 45-49 (1998)
[Publications] M.Niraula et al.: "High energyflux detector using CdTe p-i-n layers"MRS Symp.Proc.. 487. 287-292 (1998)
[Publications] M.Niraula et al.: "Growth and doping studies of CdTe epilayers on GaAs substrates by low-pressure plasma-radical-assisted metalorganic chemical vapor deposition"J.Cryst.Growth. 200. 90-95 (1999)
[Publications] M.Niraula et al.: "Low temperature growth and n-type doping of CdTe by remote-plasma-assisted metalorganic chemical vapor deosition method"Proc.of ISSP'99. 105-106 (1999)
[Publications] D.Noda et al.: "Epitaxial Growth of CdSeTe films by Remote Plasma Enhanced Metal Organic Chemical vapor Deposition Method"Proc.of ISSP ')). 173-174 (1999)
[Publications] M.Niraula et al.: "Development of High-Resolution CdTe Radiation Detectors in a New-M-π-n Design"IEEE Trans.Nucl.Sci.. 46. 1237-1241 (1999)
[Publications] D.Noda et al.: "Epitaxial Growth and Nitrogen Radical Doping of CdZnTe"J.Electrochem.Soc.. 146. 3482-3484 (1999)
[Publications] D.Mochizuki et al.: "Excimer laser doping technique for application in an integrated CdTe imaging device"Nucl.Inst.Methods.Phys.Res.. A. 127-131 (1999)
[Publications] M.Niraula et al.: "Fabrication and performance of p-i-n CdTe radiation detectors"Nucl.Inst.Methods.Phys.Res.. A. 132-137 (1999)
[Publications] M.Niraula et al.: "Improved spectrometric performance of CdTe radiation detectors in a p-i-n design"Appl.Phys.Lett.. 75. 2322-2324 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

高エネルギー放射線用集積化画像検出器の開発

Principal Investigator

畑中 義式 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60006278)

Research Products

[Publications] M.Niraula et al.: "Growth of CdTe layers by Hydogen Radical Assisted MOCVD"Proc.of the 15th symp.on plasma processing. 418-421 (1998)

[Publications] M.Niraula et al.: "Radical assisted metalorganic chemical vapor deposition of CdTe on GaAs and carrier transport mechanism in CdTe/n-GaAs eterojunction"J.Appl.Phys.. 83. 2656-2661 (1998)

[Publications] D.Noda et al.: "Zn_xCd_<1-x>Te Epitaxial growth by Remote Plasma Enhanced MOCVD method"MRS Symp.Proc.. 487. 45-49 (1998)

[Publications] M.Niraula et al.: "High energyflux detector using CdTe p-i-n layers"MRS Symp.Proc.. 487. 287-292 (1998)

[Publications] M.Niraula et al.: "Growth and doping studies of CdTe epilayers on GaAs substrates by low-pressure plasma-radical-assisted metalorganic chemical vapor deposition"J.Cryst.Growth. 200. 90-95 (1999)

[Publications] M.Niraula et al.: "Low temperature growth and n-type doping of CdTe by remote-plasma-assisted metalorganic chemical vapor deosition method"Proc.of ISSP'99. 105-106 (1999)

[Publications] D.Noda et al.: "Epitaxial Growth of CdSeTe films by Remote Plasma Enhanced Metal Organic Chemical vapor Deposition Method"Proc.of ISSP ')). 173-174 (1999)

[Publications] M.Niraula et al.: "Development of High-Resolution CdTe Radiation Detectors in a New-M-π-n Design"IEEE Trans.Nucl.Sci.. 46. 1237-1241 (1999)

[Publications] D.Noda et al.: "Epitaxial Growth and Nitrogen Radical Doping of CdZnTe"J.Electrochem.Soc.. 146. 3482-3484 (1999)

[Publications] D.Mochizuki et al.: "Excimer laser doping technique for application in an integrated CdTe imaging device"Nucl.Inst.Methods.Phys.Res.. A. 127-131 (1999)

[Publications] M.Niraula et al.: "Fabrication and performance of p-i-n CdTe radiation detectors"Nucl.Inst.Methods.Phys.Res.. A. 132-137 (1999)

[Publications] M.Niraula et al.: "Improved spectrometric performance of CdTe radiation detectors in a p-i-n design"Appl.Phys.Lett.. 75. 2322-2324 (1999)

畑中義式静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60006278)