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高橋 芳浩*; 大西 一功*; 藤巻 武*; 吉川 正人
IEEE Transactions on Nuclear Science, 46(6), p.1578 - 1585, 1999/12
被引用回数：23 パーセンタイル：83.04(Engineering, Electrical & Electronic)金属/窒化膜/酸化膜/半導体(MNOS)構造が有する高い耐放射線性の原因を明らかにするため、照射前後での積層絶縁層中の捕獲電荷量分布を、絶縁層を斜めにエッチングする手法を用いて調べた。その結果、照射前では、窒化膜/酸化膜界面と酸化膜/Si基板界面に多量の電荷が分布していることがわかった。このMNOS構造に極性の異なる電圧を印加しながら
Co
線を照射した。正電圧を印加して照射した試料では、窒化膜/酸化膜界面に電子が蓄積されるが、負電圧を印加して照射した試料では、窒化膜/酸化膜界面に正孔が蓄積されることがわかった。一方、酸化膜/半導体界面の電荷量の変化はMOS構造の結果と一致した。これらのことから、MNOS構造とMOS構造の照射効果の相違は、おもに窒化物/酸化膜界面の電荷量とその極性によって説明できることがわかった。
高橋 芳浩*; 大西 一功*; 藤巻 武*; 吉川 正人
Proceedings of 3rd International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.10 - 15, 1998/00
線照射したMNOS構造の絶縁膜である窒化膜と酸化膜を斜めにエッチングする技術(傾斜エッチング)を用いて、これら絶縁膜中の固定電荷の深さ方向分布を調べたところ、窒化膜/酸化膜(N/O)界面及び、酸化膜/Si半導体(O/Si)界面におもに電荷が蓄積することがわかった。そこで、これら電荷の蓄積メカニズムについて、MNOS構造のC-V特性から得られるミッドギャップ電圧の照射による変化を用いて調べたところ、N/O界面には正及び負、O/Si界面には正電荷が蓄積すると仮定すると、MNOSの照射効果が十分説明できることがわかった。この蓄積モデルを用いたシミュレーション計算は、実際の実験結果とよく一致する。これらのことから、MNOS構造はSi MOS構造に比較して高い耐放射線性があり、耐放射線性素子を作製する上で重要な素子構造であると結論した。
線照射による電子-正孔対発生量評価およびMNOS構造の電荷捕獲現象の解析大西 一功*; 高橋 芳浩*; 小松 茂*; 吉川 正人
JAERI-Research 95-090, 40 Pages, 1996/01
JAERI-Research-95-090.pdf:1.41MB
シリコン窒化膜中で放射線照射により発生する電子-正孔対の発生数を評価する目的で照射中の絶縁膜電流測定システムの構築を行い、その測定結果を検討した。大気中での線照射下での電流を測定した結果、観測電流の大部分は被測定素子近傍の大気の電離に起因することがわかり、照射雰囲気を減圧下にする必要のあることがわかった。真空中においてX線照射による誘起電流を測定した結果、シリコン窒化膜中での電荷発生量の評価が可能となり、その値はシリコン酸化膜中での発生量のほぼ20%であることがわかった。この結果を用いてシリコン酸化膜・窒化膜を絶縁膜としたMIS構造(MNOS構造)の絶縁膜中の電荷発生、捕獲に対するモデルを提案し、線照射によるミッドギャップ電圧の変化について評価し、照射中の電荷捕獲機構について検討を行った。
高橋 芳浩*; 今木 俊作*; 大西 一功*; 吉川 正人
Proceedings of IEEE 1995 International Coferece on Microelectronic Test Structures, Vol.8, p.243 - 246, 1995/03
放射線照射や電荷注入による捕獲電荷がMOS構造の酸化膜中において分布する場合、その膜中電荷分布を把握することは電荷捕獲機構や素子特性への影響などを解明する上で重要である。我々は、酸化膜厚をエッチングにより同一基板内で連続的に変化させ、各膜厚に対するMOS構造のミッドギャップ電圧により酸化膜中の電荷分布評価を行う方法を考案した。今回この方法を用いて、MOS構造の酸化膜中電荷分布に及ぼす酸化膜形成後のNH
雰囲気中での高温熱処理の影響について評価した。その結果、熱処理を行っていない酸化膜中では、これまでの報告と同様にSi-SiO
界面付近に正電荷が局在することが確認された。またNH雰囲気中の熱処理を施すと、界面より20nm付近に正電荷および負電荷が発生し、これらの発生量は熱処理時間に依存することがわかった。この現象は酸化膜中への窒素の拡散に起因するものと考えられる。
