Ion beam induced charge gate rupture of oxide on 6H-SiC

イオンビーム誘起電荷による6H-SiC酸化膜のゲートラプチャー

Lee, K. K.; 西島 俊二*; 大島 武; Jamieson, D. N.*

Lee, K. K.; Nishijima, Toshiji*; Oshima, Takeshi; Jamieson, D. N.*

6H-SiC上に作製した酸化膜(SiO)に発生する固定電荷及びSiC/SiO界面の準位をイオンビーム誘起電流(IBIC), エレクトロネッセンス(EL), キャパシタンス測定(C-V)により調べた。C-V測定より、SiC/SiO界面に多量の正に帯電したトラップが存在することが分かった。このトラップは酸化膜中にもともと存在する欠陥及びIBIC測定のためのへリウムイオン照射により生成した欠陥と考えられる。ELより1.36, 1.6, 2.3及び2.9eVの発光線が観測された。このうち1.36と2.3eVの発光線はSiC中に生成された欠陥に起因し、SiC素子の耐放射線性に影響を及ぼすと考えられる。ヘリウムイオン照射によるSiC上の酸化膜破壊も観測された。

Investigation of oxide charge trapping and interface state generation in SiO grown on 6H-SiC was performed using ion beam induced charge (IBIC), electroluminescence (EL) and the high frequency capacitance-voltage (CV) method. A large flatband voltage shift in CV measurements indicated a high density of positive charges trapped near the SiC/SiO interface. These trapped charges were related to defects either existing in the oxide or generated during alpha particle irradiation. EL indicated trap levels at 1.36, 1.6, 2.3 and 2.9 eV. Levels at 1.36 and 2.3 eV are defects existing in the SiC substrate, while the other two remaining levels are due to defects in the oxide. These defects affected the radiation hardness of SiC electronic devices. Oxide rupture caused by alpha particle irradiation of the metal-oxide-p-type SiC device is observed.