Oxygen ion induced charge in SiC MOS capacitors irradiated with -rays

線照射したSiC MOSキャパシタの酸素イオン誘起電荷

大島 武; 岩本 直也; 小野田 忍; 牧野 高紘; 野崎 眞次*; 児島 一聡*

Oshima, Takeshi; Iwamoto, Naoya; Onoda, Shinobu; Makino, Takahiro; Nozaki, Shinji*; Kojima, Kazutoshi*

炭化ケイ素(SiC)デバイスのイオン照射効果研究の一環として、n型六方晶(6H)SiC上に作製した金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタへ15MeV酸素マイクロビームを入射し、発生するイオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)を評価した。その結果、入射イオン数の増加とともにTIBICシグナルのピーク高さが低下し、最終的にはTIBICピーク値が一定になることが見いだされた。また、電荷収集時間はTIBICピーク値が低下するとともに長くなることも判明した。しかし、順方向電圧(1V)を印加し、再度、測定を行ったところ、低下していたピーク値が初期値まで回復し、さらに測定を続けると、徐々に低下して最終的に飽和するという最初の測定と同様な振る舞いを示すことが明らかとなった。順方向電圧によりTIBICシグナルが回復することから、半導体と酸化膜界面に存在する深い準位を持った正孔トラップがこの起源であることが推測される。52kGyの線照射によって、TIBICシグナルの若干の減少が観測されたが、線照射試料においても、同様なピーク値の減少と飽和、及び順方向電圧印加による回復が観察され、SiC MOSキャパシタのイオン照射効果では深い準位を持つ正孔トラップの存在を考慮する必要があると結論できた。

Charge induced in the 6H-Silicon Carbide (SiC) n Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) capacitors by 15 MeV oxygen ion microbeams was evaluated using Transient Ion Beam Induced Current (TIBIC) before and after -ray irradiations. With increasing number of incident ions, the peak height of TIBIC signals decreases and the fall time increases. The decrease in TIBIC peak finally saturated. The peak height of the TIBIC signal can be refreshed to its original shape by applying a positive bias of + 1V to the oxide electrode. This result can be explained in terms of the existence of deep hole traps. Small decrease in both TIBIC signal peak and collected charge was observed due to -ray irradiation.