Radiation response of silicon carbide diodes and transistors

炭化ケイ素ダイオード及びトランジスタの放射線応答

大島 武; 小野田 忍; 岩本 直也; 牧野 高紘; 新井 学*; 田中 保宣*

Oshima, Takeshi; Onoda, Shinobu; Iwamoto, Naoya; Makino, Takahiro; Arai, Manabu*; Tanaka, Yasunori*

炭化ケイ素(SiC)半導体ダイオード及びトランジスタの放射線照射効果に関する研究について述べる。具体的には、SiC金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の線照射について、しきい値電圧及びSubthreshold領域の電流-電圧特性の変化から、デバイス特性を劣化させる要因である酸化膜の固定電荷と界面準位に関する情報を得る。また、SiCトランジスタ(MOSFET, 金属-半導体(MES)FET, 静電誘導トランジスタ(SIT))の線照射効果を従来のシリコン(Si)トランジスタと比較することでSiCデバイスの高い耐放射線性を示す。加えて、SiCダイオードへのイオン照射により発生する誘起電荷を単一イオン入射イオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)測定の結果より明らかにし、重イオン入射の場合に見られるイオン誘起電荷の再結合といったキャリアダイナミクスについて言及する。

SiC is regarded as a promising candidate for electronic devices used in harsh radiation environments because of its high radiation tolerance. Radiation effects on SiC devices are reviewed. Firstly, the Total Ionizing Dose (TID) effect in Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Field Effect Transistors (FETs) is introduced. Then, the radiation hardness of SiC based transistors such as MOSFETs, Metal-Semiconductor (MES) FETs, Static Induction Transistors (SITs) is discussed from the point of view of -ray irradiation effects. Transient current induced in SiC pn diodes by heavy ions incidence, which is important information on the single event effects (SEEs), is also expressed.