ゲートバイアス印加を伴うSiC MOSFETへの線照射効果

-ray irradiation effect on SiC MOSFETs with gate-bias voltage

村田 航一; 三友 啓; 松田 拓磨; 横関 貴史; 牧野 高紘; 阿部 浩之; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 大島 武; 土方 泰斗*

Murata, Koichi; Mitomo, Satoshi; Matsuda, Takuma; Yokoseki, Takashi; Makino, Takahiro; Abe, Hiroshi; Onoda, Shinobu; Okubo, Shuichi*; Tanaka, Yuki*; Kandori, Mikio*; Yoshie, Toru*; Oshima, Takeshi; Hijikata, Yasuto*

原子力施設で使用可能な超耐放射線性エレクトロニクスの開発の一環として、炭化ケイ素(SiC)トランジスタの動作状態に及ぼす線照射効果を調べた。試料は、耐圧1.2kV、定格電流20Aのサンケン電気製の六方晶(4H)SiC金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を用いた。ゲート電極にそれぞれ-4.5, 0, +4.5Vの電圧を印加し、線を照射した。その結果、ゲートに正電圧を印加した試料は、負電圧を印加した場合や印加しない場合と比較して、デバイスの動作電圧である「しきい値電圧(V)」が大きく負電圧側にシフトすることが判明した。また、負電圧印加と無電圧の場合を比較すると、100kGy程度の線量までは、両者ともVの値に変化は見られないが、それ以上の線量では無電圧のものは負電圧方向にVがシフトすることが明らかになった。以上の結果は、酸化膜界面付近に正孔を捕獲する欠陥が多く存在し、正電圧の印加の場合は正孔が界面側に流れ込み欠陥が正に帯電することでVの大きなシフトとなるが、負電圧を印加した場合は、正孔は電極側に流れることで界面付近の欠陥に捕獲されないためVのシフトが少ないというモデルで説明できる。

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