2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17560054
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| Research Institution | Kumamoto National College of Technology |
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Principal Investigator |
紫垣 一貞 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (50044722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 英典 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 教授 (80152271)
葉山 清輝 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (00238148)
工藤 友裕 熊本電波工業高等専門学校, 一般科, 助教授 (90225160)
高倉 健一郎 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (70353349)
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| Keywords | 陽子線 / 電子線 / 照射損傷 / 高温照射 / MOSFET / 歪Si |
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| Research Abstract |
近年の国際宇宙ステーション計画に代表されるように、マルチメディア関連産業は膨大なビジネスの国際化を導き、これに伴う人工衛星を介した国内外間通信の安定化と信頼性向上は必要不可欠である。国内における半導体デバイスや材料の放射線損傷研究は、宇宙航空研究開発機構等が中心となり遂行されているが、照射線源や照射温度、並びに対象デバイスの限定等の未解決な問題点が残されている。
こうした状況を踏まえて本研究では
1.照射線源として、電子線、ガンマ線、中性子線及び高エネルギーに加速した水素原子核(陽子線)を選定し、また、先端デバイスとして期待されているSiCやGaAlAs系ダイオード・トランジスタ、更に、SOI基板上のMOSトランジスタ等を取上げる。
2.より実際の放射線環境に近づけるために液体窒素温度から300℃での高・低温照射を実施する。
本年度は実験対象デバイスにはSiCダイオードとトランジスタ、ゲート長が0.1〜0.4μm、ゲート酸化膜の厚さが3nmで作製方法が異なるSOI(Silicon on Insulator)MOSトランジスタ、並びにSiGe系ダイオードを取り上げ、これらに電子線と陽子線を照射して、照射前後に実験対象デバイスの電流/電圧特性とDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法による基板材料中の既存格子欠陥を測定した。
その結果、以下の事が判明した。
1)完全空乏型(FD)SOI-MOSデバイスは、ヒステリシスを持つ電気的特性の劣化は室温照射より高温照射の方が小さくなる傾向がある。これはPD(非完全空乏)型も同様の傾向を持つ。
2)SiGeダイオード構造の陽子線照射損傷はSiGe層中に照射により導入された欠陥(Bと空孔との複合欠陥)が主に寄与している。
3)SiCトランジスタでは、同じ照射量を照射したSiトランジスタに比べて、2桁程、耐放射線性に優れている。併せて、劣化はゲート界面近傍の欠陥が大きく関与している。
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