研究課題
基盤研究(B)
本研究では高い耐放射線性を有し、高温下でも動作が可能なSiC半導体を用い、CCDを作製することを試みた。まずはSiC MOSキャパシタの光応答、MOSキャパシタアレーにおける電荷輸送といったCCDの基本原理の検証から着手した。その結果、六方晶系SiC基板使用の場合は紫外光に対して、立方晶SiC基板では紫外-緑色域に対する光応答を確認した。フォトリソグラフィーを用いてMOSキャパシタアレーを作製し、SiCによる電荷輸送に世界で初めて成功した。SiCおよびSi MOSキャパシタに対するガンマ線照射試験を行い、Siに比べSiCは3桁もの高いガンマ線耐性を有することを示した。
SiC半導体はパワーデバイスへの応用に極めて優れた物性値を有する上、自然酸化膜が良質な絶縁材料であるSiO2であることから、30年来に亘り世界各地でパワーMOSFETの開発が行われてきた。しかし、耐極限環境半導体のニーズが今よりも低かったためか、Siを置き換えてSiCでCCDを作ろうという発想は、筆者の知る限りこれまで全く無かった。従って、今回初めてSiC-CCDの試作に着手し、原理検証に成功したことになる。また、今回MOSキャパシタで得られた1MGyというガンマ線耐性は、撮像素子としては突出した値である。本研究を通じて、高い耐放射線性を有するイメージセンサ実現のための道筋を与えたと言える。
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すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 4件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 15件、 招待講演 6件) 備考 (2件)
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