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小倉 俊太*; 小宮山 隆洋*; 高橋 芳浩*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 平尾 敏雄*; 大島 武
Proceedings of 10th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-10) (Internet), p.127 - 129, 2012/12
宇宙環境で半導体デバイスを使用する場合、重イオン照射誘起電流に起因したシングルイベント現象が問題となる。SOIデバイスは高い耐放射線性が予想されるものの、支持基板で発生した電荷の埋め込み酸化膜(BOX膜)を介した収集を示唆する報告があり、われわれはこれまでに、酸化膜を介した照射誘起電流の主成分は変位電流であることを明らかにしている。また、支持基板への電圧印加や、活性層と支持基板に逆性の半導体を用いることにより、重イオン照射誘起電流の抑制が可能となることも示した。本研究では実デバイスへの適用を目的に、支持基板の低抵抗化による照射誘起電流の抑制について検討を行った。実験は、SOI基板上にp
nダイオードを作製して行った。活性層と支持基板がn形のn/nデバイス、及び低抵抗率の支持基板を有するn/nデバイスの2種類を作製した。イオン照射の結果、照射誘起収集電荷量が減少した。この結果より、支持基板の低抵抗化がSOIデバイスの放射線耐性向上において重要となることを確認した。本手法は活性層のデバイスのタイプ(MOSFETの場合はチャネルタイプ)によらず適用可能であり、実デバイスへの応用が期待できる。
竹安 秀徳*; 岡崎 勇志*; 小倉 俊太*; 大谷 拓海*; 高橋 芳浩*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
半導体デバイスに高エネルギー粒子が入射することでデバイス内に発生する電荷により、過渡電流が流れ、誤動作や故障が引き起こされる(シングルイベント現象)。現在、シングルイベント現象の抑制にはSOI(Silicon on Insulator)構造が良いという提案がなされているが、実際のイオン照射の結果では、BOX層を介した変位電流のため、活性層で発生する電荷以上の収集電荷量が確認されている。支持基板表面の空乏層幅を抑制することでBOX層を介した収集電荷が抑制可能であると考え、支持基板印加電圧を変化させることにより空乏層幅を変化させ、収集電荷量に及ぼす影響を評価したところ、BOX層を介した電荷収集を抑えられることが見いだされた。
小倉 俊太*; 高橋 芳浩*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 平尾 敏雄*; 大島 武
no journal, ,
半導体デバイスを宇宙空間など放射線環境下で使用すると、放射線により発生した電荷が回路内で過渡電流として伝搬し、一時的な誤動作(ソフトエラー)が生じる。先端デバイスであるSilicon On Insulator(SOI)デバイスは能動領域が限定されることから、優れたソフトエラー耐性を有するものの、能動領域での発生電荷量を超えた電荷収集が報告されている。これまでにわれわれは、この異常な電荷収集は埋め込み酸化膜層(BOX層)を介した変位電流に起因することを明らかにした。そこで本研究では、放射線誘起過渡電流のさらなる低減を目的に、支持基板表面の空乏層幅が放射線誘起過渡電流に及ぼす影響について検討を行った。支持基板と能動領域の伝導型が異なるSOI基板上に作製したpnダイオードに逆方向電圧を印加した場合、支持基板表面は蓄積状態となり空乏層は形成されない。そこで、デバイスを作製し重イオン照射実験を行った結果、BOXを介した電荷収集が抑制可能であることを明らかにした。これより、支持基板表面の空乏層幅制御により、SOIデバイスの重イオン照射誘起電流の抑制、すなわちソフトエラー耐性向上が可能であることを実験的に確認した。
高橋 芳浩*; 小倉 俊太*; 小宮山 隆洋*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 平尾 敏雄*; 大島 武
no journal, ,
宇宙環境で半導体デバイスを使用する場合、重イオン照射誘起電流に起因したシングルイベント現象が問題となる。一方、SOIデバイスは高い耐放射線性が予想されるものの、支持基板で発生した電荷の埋め込み酸化膜(BOX膜)を介した収集を示唆する報告があり、われわれはこれまでに、酸化膜を介した照射誘起電流の主成分は変位電流であるとの結果を得ている。また、支持基板への電圧印加や、活性層と支持基板に逆性の半導体を用いることにより、重イオン照射誘起電流の抑制が可能となることも示した。本研究では実デバイスへの適用を目的に、支持基板の低抵抗化による照射誘起電流の抑制について検討を行った。実験は、SOI基板上にpnダイオードを作製して行った。活性層と支持基板がn形のn/nデバイス、及び低抵抗率の支持基板を有するn/nデバイスの2種類を作製した。イオン照射の結果、照射誘起収集電荷量が減少した。この結果より、支持基板の低抵抗化がSOIデバイスの放射線耐性向上において重要となることを確認した。本手法は活性層のデバイスのタイプ(MOSFETの場合はチャネルタイプ)によらず適用可能であり、実デバイスへの応用が期待できる。