線照射したSiC MOSFETの熱アニールによる特性劣化の回復

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

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超耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体デバイス開発の一環として、縦型4H-SiC金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)に1.2MGyの線を照射し特性劣化を調べるとともに、360Cまでの熱アニール(大気中、20分間)を行い劣化した特性が回復する様子を調べた。その結果、線照射によりドレイン電流(I)-ゲート電圧(V)特性は負電圧側へシフトし、1.2MGy照射後にはノーマリーオン特性となるとともに、Iのリーク電流が7桁以上も増加した。照射後に熱アニールを行ったところ、100C以上の熱アニールによりI-V特性は回復を示し、360Cの熱アニールでほぼ照射前の特性まで回復することが見出された。このことより、SiC MOSFETの特性劣化に寄与する酸化膜中固定電荷や酸化膜・半導体準位といった欠陥の熱安定性は100C程度であり、それ以上の温度で熱処理を行うことで劣化特性の回復を図ることができると帰結できた。