2005 Fiscal Year Annual Research Report
半導体デバイスの放射線照射損傷における高温照射効果
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17560602
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kumamoto National College of Technology |
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Principal Investigator |
工藤 友裕 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (90225160)
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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, 情報通信工学科, 助教授 (00238148)
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)
博多 哲也 熊本電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (60237899)
高倉 健一郎 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助手 (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 |
本研究では,宇宙空間などの放射線環境下での先端デバイスの利用を想定した照射損傷と損傷メカニズムの解明を行った.
(1)本年度は特に,歪Siダイオード、作製方法が異なるMOSトランジスタ、並びに化合物半導体系デバイスを取り上げ、室温及び高温での照射損傷について調べた.照射前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。照射線源は、電子、陽子線を取り上げ、日本原研、高崎研の照射施設使用する。照射量は単位面積当たり10^<13>〜10^<16>1/cm^2とした。照射温度は常温から300℃とした。照射後、デバイス特性を再測定し損傷の程度を調べた。また、サブミクロンの領域で動作させるMOSデバイスに用いられる高移動度材料の歪SiおよびSiGeについて、バイポーラデバイスの特性に与える放射線の影響を調べるためダイオード構造を用いて電子線照射を行いデバイス特性の変化を調査した.電子線を10^<16>/cm^2照射とそれ以下の照射量のサンプルではpn接合領域におけるダメージの機構に違いが見られた.また、DLTS測定では10^<16>/cm^2照射の試料においてn+/p構造とp+/n構造のどちらにも幅広いピークが観測された.このダイオード構造の電子線照射による損傷はSiGe層中に照射により導入された欠陥が主に寄与していると考えられる。
(2)Si系デバイスの放射線損傷において比較的最近見つかった水素に関係した準安定な欠陥についての実験を行った。n型CZのSiウエハーに低温で水素イオン照射を行い、ショットキー電極をつけて水素による欠陥について測定した。欠陥に関する多くの情報を得ることができる測定系としてDLTS法を用いた。照射後の試料について、DLTS測定を行ったところ純安定な欠陥に関するスペクトルのピークを観測した。
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