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本年度は(1)テレグラフ雑音発生の原因であるSi/SiO_2界面のキャリア捕獲中心の生成機構を明かにし、(2)超微小MOSFETの信頼性向上に必須な電源電圧印加条件を決定する方法を検討した。
(1)高電界下で発生するホットキャリアがSi/SiO_2界面に衝突してキャリア捕獲中心を生成する過程を明らかにする実験を行った。実験にはチャンネル長の異なるMOSFETを使い、高エネルギ-の正孔と電子が発生する2種類のバイアス条件下で素子特性の劣化を測定した。発生した界面準位の数はチャ-ジポンピング法を用いて測定した。その結果、高エネルギ-電子の場合、電子のエネルギ-と界面に衝突する電子の数に比例して界面準位が発生することが判明した。また、高エネルギ-正孔の場合には、酸化膜中に注入された正孔の数に概ね比例する。
(2)上述したように、キャリアの平均エネルギ-がキャリア捕獲中心の発生に深く関わっていることが分かった。この結果をもとにして超微小MOSFETの信頼性を保証するための電源電圧のスケ-リングについて検討した。
MOSFETのドレイン近傍を走行するキャリアのエネルギ-は単に電界だけの関数では表せない。すなわち、チャンネル長が極端に短い場合には、電子のエネルギ-が電界の急激な変化に追従できないからである。このような非平衡キャリア輸送を考慮した電源電圧のスケ-リングに対するガイドラインを提案した。
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