TIBICを用いた酸化膜中に誘起した過渡電流の解明に関する研究

Investigation of the generation mechanism of transient current generated in oxide using TIBIC

平尾 敏雄; 小野田 忍; 府金 賢; 高橋 芳浩*; 大島 武

Hirao, Toshio; Onoda, Shinobu; Fugane, Masaru; Takahashi, Yoshihiro*; Oshima, Takeshi

近年、半導体デバイスの微細化が進み、その駆動電荷が小さくなっていることからノイズマージンがますます低下している。重荷電粒子(イオン)が半導体デバイスを通過した場合、一時的な誤動作(ソフトエラー)や永久的な損傷(ハードエラー)といったシングルイベント現象が発生する。シングルイベント現象の発生機構解明とモデル構築を目指した研究の一環として、酸化膜を有する半導体デバイスに対するイオン誘起過渡電流の評価を行った。実験では、3MVタンデム加速器により加速した15, 18MeVのエネルギーの酸素及び炭素イオンマイクロビームを電極面積100, 200, 300径、酸化膜厚50, 100, 200nmのシリコン(Si)MOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタに照射し、発生した過渡電流をTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)システムを用いて計測した。その結果、イオン照射によって発生したイオン誘起過渡電流波形は、入射イオンのエネルギーが高くなるにつれピークが高くなること、さらに酸化膜厚が薄いものほどピークが高くなり収集電荷量も増加することが明らかになった。また、得られた結果をTCAD(Technology Computer Aided Design)を用いてシミュレーションした結果、発生した過渡電流は変位電流によるものであると結論できた。

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