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パワーMOSFETにおけるSEGR発生メカニズムの検討

Investigation of the SEGR generating mechanism in power MOSFET

水田 栄一*; 池田 直美*; 久保山 智司*; 田村 高志*; 阿部 浩之; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武

Mizuta, Eiichi*; Ikeda, Naomi*; Kuboyama, Satoshi*; Tamura, Takashi*; Abe, Hiroshi; Onoda, Shinobu; Makino, Takahiro; Oshima, Takeshi

電源を高効率かつ高速にスイッチングするための素子であるパワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)は、冗長化によるペナルティの大きい電源回路に使用されるため、宇宙機器用としてはデバイス単体での高信頼性が強く要求される。しかしながら、宇宙等の放射線環境下では、SEGR(Single-Event Gate Rupture)と呼ばれるデバイス中のゲート酸化膜が破壊を起こして故障するモードが存在するため、このSEGR発生の制御が課題であった。本研究では破壊メカニズムを解明するために、さまざまな構造のMOSFETを試作し照射試験を行ったところ、従来考えられていたSEGR破壊箇所がゲート電極下のネック領域であったのに対し、本研究では別の箇所(ボディ領域上部のゲート酸化膜部)で起こっていたことが判明した。これらは重イオン入射により発生した電荷がボディ領域に集められていたためと考えられる。

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