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大口径NTDシリコン照射技術の開発


NTD法の原理

NTD(NeutronTransmutation Doping)とはシリコンに熱中性子を照射することにより、30Si(n,γ)31Si→31Pを生成させ、シリコン中にリンをドーピングさせる手法のことである。

NTD法の利点

ドーピングの均一性に優れているため、非常に高品位なシリコン半導体を製造できる。

NTDシリコンの利用先

主に電車等の高耐圧のパワー半導体で使用される。

大口径化 (現在の主流は6インチ)

高耐圧パワー半導体の増産のため。

大口径化の問題点pageTop

シリコン中央部に対する外周部の中性子束が高くなり、均一な照射とならない。

解決方法:

熱中性子フィルターを設計・製作する。
・シリコン外部の熱中性子強度を低下させる。
・シリコン内部に熱外中性子を入れてシリコン内部で熱中性子させる。

シリコン内部の熱中性子分布を均一化する。

12インチ径シリコンについても、高品位な半導体が製造できるように照射手法の技術開発を行った。


熱中性子フィルターを用いた均一照射のイメージ図


研究炉JRR-4に設置した熱中性子フィルターを用いた
12インチ径シリコン照射実験装置

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