【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23RO0038
利用課題名 / Title
放射線耐性を有する炭化ケイ素半導体イメージセンサの研究
利用した実施機関 / Support Institute
広島大学 / Hiroshima Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
SiC,イメージセンサ, 紫外線センサ,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,先端半導体（超高集積回路）/ Advanced Semiconductor (Very Large Scale Integration)
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
目黒 達也
所属名 / Affiliation
広島大学ナノデバイス研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
八又 勝己,Vu Thi Ha,谷川 宗磨
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
岡田 和志
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
放射線環境下で動作可能なカメラシステム実現のため、ワイドバンドギャップ半導体である4H-SiC を用いた耐放射線性イメージセンサについて検討を行った。APS型UVセンサを試作し、その評価を行った。
実験 / Experimental
4H-SiC（0001）4° オフ p型エピタキシャル基板上へ、4H-SiC nMOSFETと4H-SiC PDを集積した4T-APS 型UVセンサおよびセンサアレイを作製した。4H-SiC nMOSFETのゲート絶縁膜は熱酸化プロセスによって成膜された。Al配線とSiO2層間絶縁膜により、配線層および遮光層を形成した。各リソグラフィプロセスにおいて、ハイデルベルク社のマスクレス露光装置MLA150を使用した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1 に作成した4T-APS型UVセンサの顕微鏡写真を示す。測定にはモノクロ光源を使用し、センサへ紫外光を照射して、その出力電圧を評価した。光強度に対する出力振幅をガンマ線暴露前後で比較したところ、暴露後には出力振幅がおよそ1/3に減少した。これはPD表面を覆う酸化膜界面が、放射線によって欠陥を増加させたことで、光電荷の再結合中心として働いたことが原因として考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Microphotograph of a 4T-APS type UV sensor.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Masayuki Tsutsumi, Tatsuya Meguro, Akinori Takeyama, Takeshi Ohshima, Yasunori Tanaka and Shin-Ichiro Kuroki, “Real-Time UV Imaging using 4H-SiC 64 Pixels CMOS Image Sensors,” ICSCRM 2023.September 18th
- Tsubasa Okamura, Tatsuya Meguro, Akinori Takeyama, Takeshi Ohshima, Yasunori Tanaka and Shin-Ichiro Kuroki, “SiC Sample-and-Hold Circuit for SiC CMOS Image Sensors,” ICSCRM 2023, Mo.D.2.September 18th
- Tatsuya Meguro, Masayuki Tsutsumi, Akinori Takeyama, Takeshi Ohshima, Yasunori Tanaka and Shin-Ichiro Kuroki, “Radiation Dose Response of 4H-SiC UV Sensor for MGy-Class Radiation Hardened CMOS UV Imager,” ICSCRM 2023, Th.A.18.September 21st
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件