| 研究課題/領域番号 |
20K04619
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
Niraula Madan 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20345945)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 放射線検出器 / 医療診断 / CdTe / エピタキシャル成長層 / ヘテロ接合ダイオード / 暗電流 / 転位密度 / CdTe厚膜成長層 / 転位密度低減 / 熱処理 / CdTe 厚膜成長層 / 放射線画像検出器 / 検出器特性 / 安定性 / X線、ガンマ線 / エネルギー識別 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、Si基板上にエピタキシャル成長したCdTe単結晶厚膜層を用いて、入射X線に対するエネルギー識別能力をもつ高性能大面積放射線画像検出器の実現を目指すものである。ここでは検出器の感度、エネルギー識別能力を向上させると共に、検出特性の長期安定性を向上させる。検出器の感度と高エネルギー識別能力の向上のため、CdTe成長層の厚膜化、高品質化と検出器暗電流の低減が必要であり、これらは成長条件の最適化により達成する。また検出特性の安定化のため、検出器用電極材料とその材料のCdTe結晶中への拡散過程に着目し、拡散防止可能な高融点金属と導電性酸化膜を用いて検出器特性の評価を行い、その特性の安定化を図る。
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| 研究成果の概要 |
有機金属気相成長法によるSi基板上のエピタキシャルCdTe成長層を用いたヘテロ接合ダイオード型検出器の高性能化を目的とし、検出器動作時における暗電流の低減と成長層の高品質化に関する検討を行った。p-CdTe厚膜層/n-CdTe低抵抗バッファ層/n+-Si 構造の検出器を作製し、電流－電圧特性および放射線検出特性の評価を行った。これら評価により検出器の暗電流とCdTe成長層の転位密度の関連を明らかにするとともに、成長層の転位密度低減方法及び高品質厚膜成長層の成長技術を確立した。また、本方法による高品質の成長層を用いた検出器の検出特性を向上することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Si基板上に成長したCdTe厚膜単結晶を用いて検出器を製作することにより、成長層の厚さや電気特性の精密な制御、さらに成長層の多層化も可能となる。これにより検出器設計の自由度が大きくなり、高性能かつ安定性も高い検出器の実現が見込める。さらに大口径Si基板上の成長層を用いることにより検出器の高集積化や大面積化、低価格化が見込める。これにより、医療分野では診断精度の向上と被爆量の低減に大きな貢献が期待できる。
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