Performance of lrradiated p-channel 6H-SiC MOSFETs; High total dose

線照射したp-チャンネル6H-SiC MOSFETの特性; 高線量照射

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

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

六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上にpチャンネルの金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタを作製し、線照射による特性の変化を調べた。線照射は室温,印加電圧無しの状態で10rad(SiOまで行った。その結果、しきい値電圧は線量の増加とともに負電圧側にシフトすること、チャンネル移動度は10rad以上の線量で低下していくことが明らかになった。チャンネル移動度をnチャンネルSiC MOSFETと比較すると一桁程度早く低下するが、Si MOSFETと比較すると約100倍の放射線耐性があることが見出された。電流-電圧特性のsubthreshold領域を解析することで界面準位,酸化膜中固定電荷の発生量を見積もったところ、界面準位の発生とともにチャンネル移動度が低下することが見出された。同様な解析をnチャンネルSiC MOSFETとSi MOSFETにも行ったところ、pチャンネルSiCも含め全てのMOSFETのチャンネル移動度と界面準位の発生量には同一の関係があり、チャンネル移動度の低下の機構は界面準位発生量で説明できると帰結できた。

p-channel SiC MOSFETs were fabricated on n-type 6H-SiC epitaxial layer. The effects of -ray irradiation on the charecteristics of the MOSFETs were studied. Threshold voltage shifts to negative voltage side and the channel mobility reduces due to irradiation. Although the degradation of the channel mobility of the p-channel SiC MOSFETs is 10 times faster than n-channel SiC MOSFETs, p-channel SiC MOSFETs show 100 times stronger radiation resistance than Si MOSFETs. The values of interface traps and oxide-trapped-charge generated sue to irradiation were estimated from the subthreshold characteristics. As the result,it is concluded that the decrease in channel mobility can be explained by the generation of interface traps.