集積回路の受ける宇宙放射線による影響評価

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650338
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 河野 勝泰 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (90017418)
• 研究分担者: 冨澤 一郎 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (50111696)
• キーワード: 集積回路 / 宇宙放射線 / シンチレーター / 発光 / ESR / C_e / KM_gF_3 / 引き下げ法

研究概要

この研究では、地上(電気通信大学及び附属菅平宇宙電波研究所)での、日、季節変化による自然及び宇宙放射線量の観測、観測データ相当の地上放射線照射によるLSIなどデバイスの損傷実験と評価、宇宙放射線検出デバイスの開発と評価を行ない、耐放射線性能の高いデバイスの開発を目的としている。
このような地上の放射線や宇宙線を利用して、引き下げ法(CZ法)で自作したシンチレータ用結晶の比較評価を行い、耐高エネルギー宇宙線用シンチレータの開発の基礎をつくることも行なった。その結晶成長のために,(株)ULVACから排気ユニットを購入した。既存のMCA(マルチチャネル放射線分析器)と、別の検出プローブを用いて、当研究室で自作したテストシンチレーター結晶(KM_gF_3 : C_e、C_e濃度0.05-0.05mol%)を取り付けて観測し、スペクトルの検出能力、分解能を、標準のNaI:T1シンチレーションプローブの測定結果と比較した。実際には昨年度、KM_gF_3を用いて検出を試みていたが、そのシンチレーション発光がプローブの低感度領域であったため,今年度は希土類C_eをドープして,その広幅のf-d発光を長波長領域にシフトさせることを目指した。結果は、C_e濃度の増大にともなって発光は5_<nm>程度で長波長側にシフトしたが、それでも十分なプローブの感度領域にはとどかず、MCAによる放射線計数スペクトルを得ることは出来なかった。γ線源(都立産技研を利用)を用いた集積回路CMOS-LSIへの照射実験から、照射による構造欠陥に対しては高分解能蛍光分光装置及びESR(電子スピン共鳴)装置を用いて評価し,観測された自然および宇宙放射線の線量評価と比較してデバイスに与える影響を検討した。
最後に、多数の製作した結晶の保存のために、大型のデシケーターを購入して安全に管理しやすい環境を整えた。
得られた成果は、"新しいESR線量評価と年代測定"国際会議(於大阪大学)において発表し多数の宇宙放射線研究者の興味をひいた。

研究成果

• [文献書誌] B.Hong, K.Kawano: "The Growth of Rare Earth Doped Fluoride Crystals for Wavelength Conversion Solar Cell"The 13th International Conference on Crystal Growth (ICCG-13). (Abstracts). 594 (2001)
• [文献書誌] Q.Lin, K.Kawano, Khyne Nyunt: "Degradation Mechanism of Electrical Efficiency of CMOS-SRAM Originated from Lattice Defects Produced by γ-ray Irradiation"International Symposium on New Prospecte of ESR Dosimetry and Dating (ESRDD2001). (Abstracts). 36 (2001)
• [文献書誌] S.Takagi, N.Kotani, Khine Nyunt, K.Kawano: "ESR Defect Characterization of FIB Irradiated S_i/S_iO_2"International Symposium on Now Prospects of ESR Dosimetry and Dating (ESRDD2001). (Abstracts). 88 (2001)
• [文献書誌] M.Deguchi, I.Tomizawa, T.Oka, N.Abe, K.Kawano: "ObServation of Natural and Cosmic Radiation Effecting on Electronic Devices"International Symposium on New Prospects of ESR Dosimetry_and Dating (ESRDD2001). (Abstracts). 89 (2001)
• [文献書誌] B.Madhu Sudhana, K.Kawano, O.Anzawa: "Etching and Sintering Effects on Irradiated Ga-doped p-type Silicon Wafers-an ESR Study"Third Asia-Pacific EPR/ESR Symposium(APES'01). (Abstracts). 989 (2001)