2008 Fiscal Year Annual Research Report
巨大増幅機能を有する高感度ダイヤモンド検出器の開発
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19360018
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊藤 利道 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (00183004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毎田 修 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40346177)
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| Keywords | CVDダイヤモンド / マイクロ波プラズマCVD / 紫外線検出器 / 軟X線検出器 / n型ダイヤモンド / p型ダイヤモンド / 増幅機能 / 応答速度 |
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| Research Abstract |
本年度は、1.巨大増幅機能を有するダイヤモンド信号検出・増幅素子の作製、2.増幅機構の解明並びに信号増幅の制御方法の開発、及び、3.高品質化・大面積化合成プロセスの開発の3つの研究課題について研究を遂行し、以下の結果を得た。1.については、表面汚染の影響を受けにくい膜厚(積層)方向に電界を印加する素子構造を考案し、その作製プロセスを開発することにより、増幅機能のあるダイヤモンド検出器が試作できることを実証した。また、検出層のダイヤモンドの品質が向上することにより顕在化した「ホモエピタキシャル成長用の低品質高圧合成ダイヤモンド基板へのキャリアの拡散」が、検出層の結晶品質を低下させずに抑制できる積層構造を提案し、その有効性を実証した。2.については、異なる電極形状に対しても薄膜電極端近傍に形成される高電界領域の電界分布をシミュレーションにより求め、その重要性を示した。また、1.で提案・実証した積層構造を有する検出器について、低印加電圧領域での検出効率が大幅に増大することを実証したが、その理由について、デバイスシミュレータを用いて、素子(検出器)のエネルギーバンド図を求めることにより明らかにした。3.については、ホモエピタキシャルダイヤモンド膜の高品質化及び成膜速度の高速化に対して、少なくとも8度までのオフ角(微斜面)基板の採用が非常に有効であることが判明した。また、不純物の均一ドーピングにも微斜面基板が有効になることを見出した。他方、ホモエピタキシャル膜の自立膜を作製した結果、高電力密度マイクロ波プラズマを用いることにより、ホモエピタキシャルプロセスの初期段階から高品質膜が形成されていることが分かった。
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