2013 Fiscal Year Annual Research Report
Si基板上のCdTe成長層を用いた医療用高性能大面積X線ビデオカメラの開発
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25242048
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安田 和人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60182333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NIRAULA Madan 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345945)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 放射線検出器 / CdTe / エピタキシャル成長 / 電子デバイス |
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| Research Abstract |
有機金属気相成長法によるSi基板上のCdTe単結晶厚膜成長層を用いたアバランシフォトダイオード（APD)によりX線動画観察が可能な超高感度の2次元アレイ型画像検出器を実現することを目的として検討を行っている。検出特性が均一で高性能のAPDアレイ実現のためには、APDの低暗電流化とX線検出により発生したキャリアの増倍率分布の均一化が不可欠である。本年度はp+-CdTe/p-CdTe/n+-CdTe/n+-Si構造のAPD製作を目指して、暗電流の低減化に必要なCdTe成長層低転位化と、キャリア増倍率分布の均一化に不可欠な成長表面の平坦化と成長層膜厚分布の均一化を達成できる条件に関して検討を行った。その結果、上記の必要事項をおおむね満足できるCdTe層の成長条件を見出し、その成長技術を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CdTe成長層低転位化と成長表面の平坦化及び膜厚分布の均一化を目的として、成長環境の抜本的に見直し最適化を行った。従来成長原料導入は成長装置天井の中央部に設けた一カ所の原料導入口から供給していたが、その場合25x25mm2の成長基板上における成長層膜厚と結晶性の均一化を達成することは困難であった。そこで成長装置天井部の原料供給口を7カ所に増設し、それらからの原料導入量を独立に精密制御可能とすると共に、キャリアガスと原料の供給量の制御可能範囲の拡大をはかり、成長層の膜厚分布及び結晶性の均一化を検討した。その結果おおむね目的を達成できる成長条件を見出した。また上記APDの実現には高正孔密度のp+-CdTe層が必要であるが、その成長条件はそれ以外のCdTe層成長条件との両立が困難であった。そこでこの問題の解決策としてp+-CdTe層の代わりに有機半導体層の利用についても検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果を踏まえて、ダイオード型検出器を製作し暗電流特性の評価を通じて低転位高品質CdTe層成長条件を最適化する。またその検討と並行してp+-CdTe/p-CdTe/n+-CdTe/n+-Si構造のAPDの試作を行い、試作素子の電気特性評価を通じた、素子製作条件と素子設計パラメータの適正化を行う。これらを基にCdTe中の電子と正孔の衝突電離係数に関する知見を得る。また、p+-Si基板上に成長したCdTe層を用いたn+-CdTe/p-CdTe/p+-Si構造のAPDについても試作を行い、n+-Si基板上の素子との特性比較により、衝突電離係数に関する相互検証を目指す。
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