Radiation response of p-channel 6H-SiC MOSFETs fabricated using pyrogenic conditions

水素燃焼酸化膜をゲートとする6H-SiC MOSFETの照射による特性変化

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

Lee, K. K.; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi

ゲート酸化膜を水素燃焼酸化で作製したnチャンネル及びpチャンネルエンハンスメント型6H-SiC 金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOSFET)特性の線照射による変化を調べた。線照射は室温にて8.8kGy(SiO)/hで行った。ドレイン電流(I)-ドレイン電圧(V)特性の直線領域よりチャンネル移動度を、ドレイン電流(I)-ゲート電圧(V)特性よりしきい値電圧を求めた。チャンネル移動度は、nチャンネルMOSFETでは1MGy(SiO)照射後も未照射と同等の値が得られ優れた耐放射線性が確認された。pチャンネルでは40kGy程度の照射によりチャンネル移動度が一時増加し、その後減少するという振る舞いを示した。これは、照射により発生した界面準位の電荷が未照射時に存在する界面準位の電荷を見かけ上補償したためと考えられる。しきい値電圧に関しては、nチャンネルでは照射による変動が0.5V程度と安定した値であったが、pチャンネルでは照射量の増加とともに負電圧方向へシフトし、1MGy照射により5V以上の変化を示した。

The effect of gamma-ray irradiation on electrical characteristics of n-channel and p-chanel enhancement type 6H-SiC MOSFET was studied. The gate oxide of the MOSFETs were formed using pyrogenic condition. Gamma-ray irradiation was carried out at room temperature at 8.8 kGy(SiO)/hour. The channel mobility and thrshold voltage for the MOSFETs were estimated from I-V and I-V curves, respectively. The channel mobility for n-channel one does not change up to 1MGy. The channel mobility for p-channel one increases around 40 kGy and decreases above 40 kGy. This behavior is interpreted in terms of the compensation of intrinsic interface traps by the interface traps generated by irradiation. The fluctuation of thershold voltage for n-channel one by irradiation is less than 0.5V. For p-channel one, the threshold voltage decreases with increasing irradiation dose.