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Anomalous increase in effective channel mobility on $$gamma$$-irradiated p-channel SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistors containing step bunching

$$gamma$$線照射によるステップバンチングを含むpチャンネルSiC金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタの実効チャンネル移動度の異常増加

Lee, K. K.*; 大島 武; 大井 暁彦*; 伊藤 久義; Pensl, G.*

Lee, K. K.*; Oshima, Takeshi; Oi, Akihiko*; Ito, Hisayoshi; Pensl, G.*

六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)上に作製した金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)のチャンネル移動度($$mu$$)にステップバンチングが及ぼす影響を調べた。チャンネル方向がステップバンチングに平行又は垂直になるように設計した6H-SiC MOSFETの$$mu$$を比較したところ、ステップバンチングに垂直なチャンネル方向を有するMOSFET(垂直MOSFET)の$$mu$$は平行なもの(平行MOSFET)に比べ低いことが判明した。さらに、これらのMOSFETに$$gamma$$線を照射したところ、平行MOSFETの$$mu$$は単調に減少するのに対し、垂直MOSFETの$$mu$$は4Mradまでの照射では増加を示し、それ以上の照射量では減少することが見いだされた。また、表面平坦性4nm以下の基板に作製したMOSFETの$$mu$$は、$$gamma$$線照射により単調に減少することが確認された。これらの結果から、垂直MOSFETでは、結晶表面の乱れから電流はチャンネルの最表層ではなく深い部分を流れるため、$$mu$$を減少させる原因となる界面準位の影響を受けづらいこと、さらに、低線量の$$gamma$$線照射ではスクリーニング効果により見かけ上$$mu$$が増加することが示唆される。

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分野:Physics, Applied

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