半導体中の正孔-アクセプタの励起を用いた極低温放射線検出器の基礎研究

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初年度にp型シリコン非空乏層領域における正孔濃度測定法を開発した.これによる正孔濃度の測定結果を一定数の正孔が非空乏層領域に局在するというモデルのデータ解析を行い,解析結果が実験条件を良く再現していることを確認した.この結果を日本原子力学会において報告した(1999年秋の大会).さらに多数の正孔を局在化させるため,高正孔濃度シリコン(H-Si)と低正孔濃度シリコン(L-Si)とを張り合わせ,H-Siにバイアス電圧を掛けることにより高濃度の正孔をL-Siに局在させる方法を試みた.このため,H-SiとL-Siの加工法を検討し,接合面に金を蒸着した後に導電性接着剤で張り合わせる方法を採った.バイアス電圧を掛けたときにH-Siの中で空乏層がある程度広がることが必要であるので,H-SiとL-Siは正孔濃度がそれぞれ3x10^<13>cm^<-3>と8x10^<12>cm^<-3>のシリコンを用いた.測定の結果,低抗体である金膜を通して正孔がH-SiからL-Siへ移動し,L-Siにおいて正孔濃度が高くなることが確認できた.この結果を研究会「放射線検出器とその応用」(高エネルギー加速器研究機構放射線科学センター)において報告した.また,シリコンを低温にした場合には,室温よりも比抵抗値が大きくなることから,H-Siとしてさらに正孔濃度が高いシリコンを利用できる可能性がわかった.萌芽的研究として,本方法を利用した放射線検出器の可能性が確かめられた.