2007 Fiscal Year Annual Research Report
微量公害物質検出用室温動作・高エネルギーX線検出素子の研究
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18560356
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
松浦 秀治 Osaka Electro-Communication University, 工学部, 教授 (60278588)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 一雄 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (50076832)
須崎 渉 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (00268294)
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| Keywords | X線検出素子 / 蛍光X線 / Silicon Drift Detector / 半絶縁性半導体 / 4H-SiC / 耐放射線性 |
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| Research Abstract |
1.高エネルギーX線検出感度向上に向けた高抵抗率Si半導体を用いたX線検出素子の開発研究
Cdからの蛍光X線のような高エネルギーX線を検出するためには、Si基板膜厚を厚くする必要がある。しかし、Si基板全体を空乏層化するためには、10 kΩcm以上の高抵抗率Si基盤が要求される。
10 kΩcmのSi基板を用いて、これまでのSDD (silicon drift detector)を作製したところ、主要部分のpin構造以外の部分で、多量の漏れ電流が流れることが分かった。そこで、この問題点を解決できる素子構造を提案し(特許出願済み)、試作した素子の基本的な動作を確認した。
以上のように、本研究の目的である、漏れ電流を抑えながら、高エネルギーX線を検出できるSi検出素子
2.半絶縁性半導体を用いたX線検出素子の開発
半導体中の深い欠陥は雑音を発生し、X線分解能の低下を招くため、半絶縁性半導体中の電気的欠陥を評価できる方法を開発した。具体的には、半絶縁性半導体で作製されたダイオードには、過渡電流が長時間流れる。この過渡電流は、逆方向電圧を印加すると半絶縁性半導体中のトラップに捕獲されていた電荷が放出されるために流れる。このことを利用して、DCTS (Discharge Current Transient spectroscopy)法を開発し、高純度半絶縁性4H-SiC及び半絶縁性HgI_2に適用した。
今後、X線検出特性とトラップの種類を詳細に調べることにより、X線検出器に適した半絶縁性半導体の開発につながることが分かった。
3.半導体の耐放射線性の研究
これらの素子は放射線環境下での使用が予想されるため、4H-SiCの耐放射線性を調べた。X線検出素子は、半絶縁性半導体をi層としたpin構造で構成される。このため、p層及びn層の耐放射線性が重要となる。今年度は、p型4H-SiCの電子線照射による劣化を詳細に調べた。
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