2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15300181
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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, 工学研究科, 教授 (60182333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富田 康弘 浜松ホトニクス株式会社, 電子管技術部, 専任部員
NIRAULA Madan 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (20345945)
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| Keywords | 放射線検出器 / X線検出器 / γ線検出器 / MOVPE / CdTe / CdZnTe |
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| Research Abstract |
平成15年度は、1)CdTe/n型GaAsヘテロ接合ダイオード検出器の高性能化と、2)Si基板上へのCdTe層直接成長に関する検討を実施した。
1)CdTe/n型GaAsヘテロ接合ダイオード検出器の高性能化。
GaAs基板上に直接CdTe厚膜を成長して作製した検出器は、Time-of-Flight特性(TOF特性)が劣化することがわかった。この原因は成長時に基板から拡散するGaによって、成長層中に深い準位が形成され、この深い準位によってキャリアが捕獲されるためと考えられる。
上記問題の解決を目的として、基板と成長層の間に沃素ドープCdTeの各バッファ層を形成した。その結果、沃素ドープCdTeバッファ層ではGa拡散量の低減が可能となり、TOF特性が改善できることがわかった。さらにこのダイオード検出器において、Am(59keV)のγ線検出に成功した。この結果はエピタキシャル成長層を検出部に用いた検出器としては世界初の結果であり、今後成長条件及び素子プロセスの改良によってさらに特性向上が期待できる。
2)Si基板上へのCdTe層直接成長に関する検討
Si基板上へのCdTe層直接成長では、成長層多結晶化と成長層剥離の防止が課題であった。これら2つの問題はSi基板上にZnS薄膜(厚さ50-100mm)を電子ビーム蒸着により形成後、CdTe層を成長することにより解決できることを見出した。
また、Si基板を減圧水素雰囲気でGaAsとともに900-800℃で保持して熱処理を行い、その後CdTe層を成長することにより、単結晶CdTe層が成長できることも見出した。この条件で成長した厚さ13μmの成長層は、2結晶X線半値幅約200秒と極めて良好な結晶性を有することを確認した。現状ではCdTe層をより厚くした場合、結晶性の劣化が生じるが、今後CdTe成長初期における成長条件の最適化により解決可能と見込んでいる。
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[Publications] M.Niraula, K.Yasuda 他5名: "Growth of Thick CdTe Epilayers on GaAs Substrates and Evaluation of CdTe/n+-GaAs Heterojunction Diodes for an X-Ray Imaging Detector"J.Electronic Materials. (in press). (2004)
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[Publications] M.Niraula, K.Yasuda 他4名: "MOVPE growth of Thick CdTe Heteroepitaxial Layers for X-ray Imaging Detectors"Phys.Stat.Sol.(C). (in press). (2004)
