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横関 貴史; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*; 大島 武
Materials Science Forum, 821-823, p.705 - 708, 2015/07
Since silicon carbide (SiC) has high radiation resistance, it is expected to be applied to electronic devices used in harsh radiation environments, such as nuclear facilities. Especially, extremely high radiation resistant devices (MGy order) are required for decommissioning of TEPCO Fukushima Daiichi nuclear reactors. The development of radiation resistant devices based on Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) FETs is important since MOSFETs can easily realize normally-off and low-loss power devices. In this study, we irradiated vertical power 4H-SiC MOSFETs with gamma-rays up to 1.2 MGy, and investigated the recovery of their degraded characteristics due to thermal annealing up to 360 
C. The drain current (I
) - gate voltage (V
) curves of SiC MOSFETs shift to the negative voltage side and the leakage of I increased by irradiation at 1.2 MGy. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h. By the RT-annealing, no significant change in the degraded electrical characteristics of SiC MOSFETs was observed. The degraded characteristics of SiC MOSFETs began to recover by annealing above 120 C, and their characteristics reach almost the initial ones by annealing at 360 C.
中根 浩貴*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 大島 武; Ivanov, I. G.*; Trinh, X. T.*; Son, N. T.*; Janz
n, E.*
no journal, ,
Deep level defects in Silicon Carbide (SiC) were studied using photo-induced current transient spectroscopy (PICTS), electron paramagnetic resonance (EPR) and photoluminescence (PL). Deep levels were introduced into high-purity semi insulating 4H-SiC samples by 2 MeV-electron irradiation. After the electron irradiation, the samples were annealed between 200 and 1000 C. In the samples annealed at 400 C or higher temperatures, we observed six different peaks from PICTS measurements. We labeled these peaks as a, b, c, d, e and f. As a result of the dependence of the peak heights on annealing temperature, the heights of all peaks increase monotonically with annealing temperature. In our previous report, we observed peaks labeled as A and B, which were speculated to be related to C
V
and the EI4 center identified by EPR. Peak temperatures and annealing behavior of peaks A and B are similar to those of peaks d and f, respectively, while other peaks a, b, c and e were not observed in our previous studies. The PL peaks at 433 and 442 nm were observed in all the studied samples, whereas peaks at 428 and 429 nm were observed in the samples annealed above 200 C, and a peak at 427 nm was observed in samples annealed above 400 C. Considering the annealing temperature dependence of the PICTS and PL peaks, the PL peak at 427 nm may correspond to either one of PICTS peaks a, b, d, e, and f.
牧野 高紘; 出来 真斗*; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 大島 武
no journal, ,
これまで、30
mのエピタキシャル層を持つSiCショットキーダイオード(SBD)へ、SiC中での飛程が異なる2種類の重イオン(18, 27m)を照射し、SBDの収集電荷を評価してきた。その結果、イオンがSBD内に生成する電荷量を越えた電荷収集(過剰収集)は、飛程が長いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上の条件で発生するのに対し、飛程が短いイオンを照射した場合、印加電圧400V以上でも確認されないことを明らかにしている。この過剰収集の原因を解明するため、イオンの飛程とエピタキシャル層厚に注目し、エピタキシャル層厚が異なる(25, 69m)、2つのSBDへ、イオン(飛程27m)を照射し、収集電荷のエピ厚依存性を調べた。その結果、どちらの場合においても過剰収集は発生するが、25mの場合の方が69mの場合に比べて電荷の増幅率が大きいことが分かった。このことより、電荷の過剰収集においてイオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要であることが明らかとなった。
出来 真斗*; 牧野 高紘; 児島 一聡*; 富田 卓朗*; 大島 武
no journal, ,
本研究では、炭化ケイ素(4H-SiC)のエピタキシャル膜上に作製した金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の酸化膜における高エネルギー重イオン入射耐性を検証した。実験に用いた試料はnチャンネルの4H-SiCMOSFETで、ゲート電極へ蓄積方向に直流電界を印加しながら重イオンを照射し、ゲート酸化膜の絶縁破壊電界(E
)を測定することで、Eの重イオンがSiCへ与えるエネルギー(LET)依存性について調べた。その結果、照射したLETに対してEの逆数が比例することが明らかになった。加えてこの実験結果は、既に報告されているシリコン(Si)のMOSデバイスのLET依存性と同じであるが、SiC MOSFETのLET-1/Eのグラフにおける勾配がSiと比較して約1/3となり、Siと比較してSiCの方が重イオンに対する耐性が高いことが明らかになった。
