Effects of fabrication process on the electrical characteristics of n-channel MOSFETs irradiated with gamma-rays

線照射nチャンネルMOSFETの電気特性に及ぼす作製プロセスの影響

菱木 繁臣; 岩本 直也; 大島 武; 伊藤 久義; 児島 一聡*; 河野 勝泰*

Hishiki, Shigeomi; Iwamoto, Naoya; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi; Kojima, Kazutoshi*; Kawano, Katsuyasu*

炭化ケイ素(SiC)半導体は優れた耐放射線性を有するため高い線量下での動作が期待できる。これまでn型六方晶(6H)SiCを用いたnチャンネル金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の線照射による特性変化がゲート酸化膜作製後の熱処理により異なることを明らかにしている。このようにMOSFETの放射線耐性は作製手法によって影響されるため、素子作製プロセスと特性変化の関係を明らかにすることが重要となる。今回、異なる注入後熱処理により基板表面の荒さ(RMS)が0.67nmと1.36nmとなったnチャンネル6H-SiC MOSFETを作製し、線照射による電気特性の変化を調べた。その結果、基板表面の荒れが大きなMOSFETは1MGy程度でチャンネル移動度が減少するのに対し、荒れの小さなものは3MGyまでチャンネル移動度の減少がなく、耐放射線性に優れていることが明らかとなった。

The n-channel 6H-SiC MOSFETs were fabricated using different process. The carbon-coated MOSFETs showed higher radiation resistance than non-coated ones. The generation of interface traps for carbon-coated MOSFETs was smaller than that for non-coated MOSFETs. This origin can be interptered in terms of the surface degradation by thermal annealing process after ion implantation.