MOSFETにおける重イオン照射誘起ゲート電流

Heavy-ion induced gate current in MOSFET

府金 賢; 高橋 芳浩*; 中嶋 康人*; 長澤 賢治*; 今川 良*; 野本 敬介*; 大西 一功*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武

Fugane, Masaru; Takahashi, Yoshihiro*; Nakajima, Yasuhito*; Nagasawa, Takaharu*; Imagawa, Ryo*; Nomoto, Keisuke*; Onishi, Kazunori*; Hirao, Toshio; Onoda, Shinobu; Oshima, Takeshi

半導体デバイスに荷電粒子が入射したときに、半導体中に誘起されるキャリアによって誤動作等のシングルイベント現象が発生する。本研究では、酸化膜を介したイオン誘起電流の発生機構を理解するために、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)へ重イオン照射を行った。試料にはAlゲートシリコン(Si)のp-, n-チャンネルMOSFET(酸化膜厚:40nm,ゲート幅: 300m,ゲート長: 100m)を用い、TIARAにて15MeV酸素マイクロイオンビームを照射した。p-, n-MOSFETのゲートにそれぞれ-10V, +10Vを印加しソース及びドレイン電極は接地状態でTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)測定を行い発生する過渡電流を評価した。その結果、発生したゲート電流は正・負の異なるピークを持ち、収集電荷量が数十nsでほぼ0に収束することが明らかとなり、このことから酸化膜を介した照射誘起電流が変位電流であると帰結できた。また、p-, n-MOSFETでの電流ピークの半値幅で2nsの相違はゲート直下に蓄積したキャリアがp-,n-MOSFETではそれぞれ正孔,電子であり、これらキャリアの移動度の違いで解釈できることも判明した。

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