Effect of -ray irradiation on the characteristics of 6H silicon carbide metal-oxide-seminocductor field effect transistor with hydrogen-annealed gate oxide

水素処理したゲート酸化膜を持つ6H-SiC MOSFETの電気特性に及ぼす線照射効果

大島 武; 伊藤 久義; 吉川 正人

Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi; Yoshikawa, Masahito

ゲート酸化膜を700で水素処理して電気特性を向上させたエンハンスメント型nチャンネル6H-SiC MOSFETへ線照射を行い、界面準位の発生量とチャンネル移動度の関係を調べた。その結果、線照射量の増加とともに界面準位発生量が増加するが、発生量はシリコン(Si)MOSFETに比べ100分の1程度であった。チャンネル移動度は30kGy照射までほとんど変化せず、その後減少して、500kGy照射後には初期値(52cm2/Vs)の50%となった。Siでは10kGy照射でチャンネル移動度が初期値の50%となることから、チャンネル移動度の変化からもSiC MOSFETの優れた耐放射線性が確認された。また、SiCとSiのいずれのMOSFETでも界面準位発生量の増加とともにチャンネル移動度が減少する傾向が得られた。これは、SiC MOSFETにおいてもSiと同様にMOS界面で発生する欠陥によりキャリアが散乱されチャンネル移動度が低下することを示唆している。

The effect of gamma-ray irradiation on the electrical characteristics of 6H-SiC MOSFETs with hydrogen-annealed gate oxide was studied.The concentration of radiation induced interface traps increases with increasing gamma-ray dose, however, the number of interface traps is 1/100 smaller than it in Si MOSFET. The channel mobility for 6H-SiC MOSFET does not change at 30 kGy, and it becomes the half of the initial value (52 cm2/Vs) at 500 kGy.Since the channel mobility for Si MOSFET shows 50 % of the initial value at 10 kGy, this indicates that tha radiation resistance of SiC MOSFET is stronger than that of Si MOSFET. As for the cahnnel mobility vs. the concentration of radiation induced interface traps, the same behavior shows for Si and SiC MOSFETs. This suggest the channel mobility in SiC as well as Si decreases by the generation of interface traps which act as scattring centers.