放射線環境における帯電・線量計測用超高感度半導体サブナノセンサの開発

• 研究課題/領域番号: 25420296
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 三宅 弘晃 東京都市大学, 工学部, 准教授 (60421864)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 帯電計測 / 宇宙環境 / 半導体 / センサ開発 / 放射線 / PEA / PEA法 / 圧力波

研究成果の概要

高時間分解能化を果たす為に、電圧印加時における空乏層の形成等の挙動について、現在世界最高分解能である、位置分解能2umを有するPEA法を用いた超高分解能空間電荷測定装置により計測する事により、p型、n型、pn接合型半導体基板等の空乏層の形成状況の検証試験の結果、世界で始めて空乏層の形成を確認することに成功し、前述素子に対して印加電圧の極性と大きさを変更する事により、空乏層の形成状況が変化する事が確認できた。これらは、半導体基板-電極間の仕事関数の違いにより、ショットキー接合やオーミック接合などの条件によるものである事も確認でき、半導体帯電計測センサへの現時点での適切な構造を検証する事が出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Space Charge Formation in Polyimide Film under High DC Voltage at High Temperatures (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ishii, Takamasa Takiwaki, Hiroaki Miyake, Yashuhiro Tanaka, Tatsuo Takada, Toshikatsu Tanaka
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 巻: 133 ページ: 105-110
  • NAID: 10031155307
  • 査読あり
• [学会発表] 圧力波検出用半導体センサ開発へ向けた基礎研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 園田 啓太、熊岡 賢祐、三宅 弘晃、田中 康寛、澤野 憲太郎、丸泉 琢也、越石 英樹
  • 学会等名: 平成28年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 電子線照射下における ETFE の空間電荷分布測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三好 雅仁、永瀬 崇浩、三宅 弘晃、田中 康寛
  • 学会等名: 平成28年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 電子線照射フッ素系絶縁材料の内部帯電解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田 周吾、永瀬 崇浩、三宅 弘晃、田中 康寛
  • 学会等名: 平成28年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] The relationship between charge decay process and current density differential on polyimide and fluoride films irradiated by electron (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohei Horiguchi, Yutaka Kikuchi, Virginie Griseri, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Laurent Berquez and Christian Laurent
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM)
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] Development of Space Charge Measurement System with High Positional Resolution using Pulsed Electro acoustic Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Kumaoka, Tsuyoshi Kato, Hiroaki Miyake and Yasuhiro Tanaka
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM)
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] The relationship between charge decay process and current density differential on polyimide and fluoride films irradiated by electron (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohei Horiguchi, Yutaka Kikuchi, Virginie Griseri, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Laurent Berquez, Christian Laurent
  • 学会等名: ISEIM2014
  • 発表場所: 新潟、朱鷺メッセ
• [学会発表] Space Charge Accumulation and Degradation in Electron Beam Irradiated Dielectrics for Spacecraft (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kikuchi, Shinji Kashiwagi, Tatsuo Takada, Hiroaki Miyake and Yasuhiro Tanaka
  • 学会等名: 11th IEEE International Conference on Solid Dielectrics
  • 発表場所: Bologna, Italy
• [備考] 2013年度研究紹介
  • URL: http://www.eml.mse.tcu.ac.jp/EML.pdf