高エネルギー重イオンが誘起するプラズマがシングルイベント効果へ及ぼす影響

高能重离子诱导等离子体对单粒子效应的影响

• 批准号: 18760056
• 负责人: 小野田 忍
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760056/
• 关键词: シングルイベント過渡電流; イオントラック構造; 炭化ケイ素(SiC); TCAD; 高エネルギー重イオン; プラズマ

18年度は、従来の集束型重イオンマイクロビーム(6〜18MeV)に加え、開発したコリメート型重イオンビーム(数百MeV)を利用し、1個の重イオン入射に伴い半導体素子で発生するシングルイベント過渡電流(SETC)の測定システム(TIBIC)を開発した。19年度は、双方の利点を併せ持つ集束型重イオンマイクロビーム(数百MeV)を応用したTIBICを開発し、MeV〜百MeV級という幅広いエネルギーのマイクロビームによるSETCを計測することに成功した。18年度には、Siダイオードにおいて発生するSETCのエネルギー依存性をKatz理論を用いたイオントラック構造シミュレーション及びSynopsys製のデバイスシミュレータ(TCAD)を用いて解析し、その発生メカニズムを明らかにした。19年度は、Siで明らかとなった重イオン誘起プラズ々とSETCの関係が、耐放射線性が高いと期待されている炭化ケイ素(SiC)においても同様に成立するか否かについて検討した。その際、照射条件のみでなく、試料の条件(印加電圧)を変えることで、実回路に試料を組み込んだ状態を想定した実験を行った。Si及びSiCの双方において、電圧の増加とともにピーク値が増加し、立ち上り及び立ち下り時間が減少した。これらは互いに補償し合うため、SETCを時間積分して得られる電荷収集効率は電圧依存性を示さないことが分かった。また、SiCはSiと比較してオージェ再結合の影響を強く受けることから、重イオン誘起プラズマが崩壊するまでの時間が短く、アンバイポーラ拡散電流の影響が現れ難いことが分かった。このように、本研究を通して、Siのみならず耐放射線性半導体素子として有望視されているSiCダイオードにおける重イオン誘起プラズマとSETCの関係を明らかにした。

In 2018, the development and utilization of cluster type heavy emission (6 ~ 18MeV) and cluster type heavy emission (several hundred MeV) was carried out, and the development of semiconductor element generation and measurement of transition current (SETC) was carried out. In 2019, the two sides 'profit points were combined to maintain the cluster type of heavy oil (hundreds of MeV), and the TIBIC was successfully developed at the MeV ~ 100 MeV level. In 2018, the development of SETC was analyzed by Katz theory, and the development of SETC was analyzed by Synopsys (TCAD) theory. In 2019, the relationship between SETC and silicon carbide (SiC) was discussed. The conditions of irradiation, sample (voltage), and sample composition are determined. Si and SiC both sides of the temperature, voltage increase, temperature increase, temperature increase and temperature decrease. The charge collection rate is dependent on the voltage. The influence of recombination between SiC and Si is strong, and the time of breakdown is short, and the influence of dispersion current is difficult to be realized. In this study, the relationship between SiC and SETC is expected to be clarified.

项目成果

Analysis of Transient Current in SiC Diodes Irradiated with MeV Ions

MeV离子辐照SiC二极管瞬态电流分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of 7th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application
• 作者: S. Onoda;T. Ohshima;T. Hirao;S. Hishiki;K. Mishima;N. Iwamoto;T. Kamiya;K. Kawano
• 通讯作者: K. Kawano

Decrease of Charge Collection due to Displacement Damage by Gamma Rays in a 6H-SiC Diode

6H-SiC 二极管中伽马射线造成的位移损坏导致电荷收集减少

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE Transactions on Nuclear Science 54
• 作者: S. Onoda;T. Ohshima;T. Hirao;K. Mishima;S. Hishiki;N. Iwamoto;K. Kojima;K. Kawano
• 通讯作者: K. Kawano

Impact of Auger Recombination on Charge Collection of a 6H-SiC Diode by Heavy Ions

• DOI: 10.1109/tns.2007.908459
• 发表时间: 2007-12
• 期刊: IEEE Transactions on Nuclear Science
• 影响因子: 1.8
• 作者: S. Onoda;T. Ohshima;T. Hirao;K. Mishima;S. Hishiki;N. Iwamoto;K. Kawano

Transient currents generated by heavy ions with hundreds of MeV

重离子产生数百兆伏的瞬态电流

• 发表时间: 2006
• 期刊: IEEE Transactions on Nuclear Science 53
• 作者: S. Onoda;et al.
• 通讯作者: et al.

Transient Response to High Energy Heavy Ions in 6H-SiC n^+p Diodes

6H-SiC n^ p 二极管对高能重离子的瞬态响应

• 发表时间: 2009
• 期刊: Materials Science Forum 600-603
• 作者: S. Onoda;T. Ohshima;T. Hirao;S. Hishiki;N. Iwamoto;K. Kojima;K. Kawano
• 通讯作者: K. Kawano