イオンビーム誘起電荷による炭化ケイ素半導体上の酸化膜破壊機構に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360471
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 大島 武 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (50354949)
• 研究分担者: 小野田 忍 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (30414569)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 放射線工学 / ビーム科学

研究概要

炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体(MOS)デバイスの重イオン誘起酸化膜破壊(SEGR)の機構解明を目的に、SiC MOSキャパシタに酸素やニッケルといった重イオンを入射し、誘起電荷の挙動とゲート印加電圧の関係を明らかにした。加えて、イオン照射中のゲート酸化膜からのリーク電流を評価することで、イオンのエネルギー付与(LET)が大きい場合は、多量に発生した電荷が引き金となりSEGRが発生することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Peak Degradation of Heavy-Ion Induced Transient Currents in 6H-SiC, MOS Capacitors (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Ohshima, K. Kojima, S. Nozaki
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 717-720 ページ: 469-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defects in an Electron-Irradiated 6H-SiC Diode Studied by Alpha Particle Induced Charge Transient Spectroscopy : Their Impact on the Degraded Charge Collection Efficiency (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto, A. Koizumi, S. Onoda, T. Makino, T. Ohshima, K. Kojima, S. Koike, K. Uchida, S. Nozaki
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 717-720 ページ: 267-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] ingle-Alpha-Particle-Induced Charge Transient Spectroscopy of the 6H-SiC p^+n Diode Irradiated With High-Energy Electrons (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto, A. Koizumi, S. Onoda, T. Makino, T. Ohshima, K. Kojima, S. Koike, K. Uchida, and S. Nozaki
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Nuclear Science 巻: 58 ページ: 3328-3332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen Ion Induced Charge in SiC MOS Capacitors Irradiated with Gamma-rays (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, S. Nozaki, K. Kojima
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 679-680 ページ: 370-373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refreshable Decrease In Peak Height Of Ion Beam Induced Transient Current From Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Capacitors (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Deki, S. Nozaki
  • 雑誌名: AIP conference proceedings 1336 Application of Accelerators in Research and Industry ページ: 660-664
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge Enhancement Effects in 6H-SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion Strike (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Onoda, T. Makino, N. Iwamoto, G. Vizkelethy, K. Kojima, S. Nozaki, T. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science 巻: 57 ページ: 3373-3379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in Current Induced from Silicon Carbide Metal. Oxide-Semiconductor Capacitors by Oxygen Ions (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Deki, S. Nozaki
  • 雑誌名: Proc. of 9th Internat. Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications ページ: 85-91
• [雑誌論文] Enhanced Charge Collection in Drain Contact of 6H-SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion Microbeam (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Onoda, G. Vizkelethy, T. Makino, N. Iwamoto, K. Kojima, S. Nozaki, T. Ohshima
  • 雑誌名: Proc. of 9th Internat. Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications ページ: 230-233
• [雑誌論文] Charge Collection Efficiency of 6H-SiC P+N Diodes Degraded by Low-Energy Electron Irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto, S. Onoda, T. Ohshima, K. Kojima, A. Koizumi, K. Uchida, S. Nozaki
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 645-648 ページ: 921-924
  • 査読あり
• [学会発表] Defects in an Electron-Irradiated 6H-SiC Diode Studied by Alpha Particle Induced Charge Transient Spectroscopy : Their Impact on the Degraded Charge Collection Efficiency (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto, A. Koizumi, S. Onoda, T. Makino, T. Ohshima, K. Kojima, S. Koike, K. Uchida, S. Nozaki
  • 学会等名: Internat. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2011(ICSCRM2011)
  • 発表場所: Cleveland(USA)
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Peak Degradation of Heavy-Ion Induced Transient Currents in 6H-SiC MOS capacitors (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Ohshima, K. Kojima, S. Nozaki
  • 学会等名: Internat. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2011(ICSCRM2011)
  • 発表場所: Cleveland(USA)
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Change in Current Induced from Silicon Carbide Metal. Oxide-Semiconductor Capacitors by Oxygen Ions (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Deki, S. Nozaki
  • 学会等名: 9th Internat. Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications(9thRASEDA)
  • 発表場所: Takasaki(Japan)
  • 年月日: 20101027-29
• [学会発表] Enhanced Charge Collection in Drain Contact of 6H-SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion Microbeam (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Onoda, G. Vizkelethy, T. Makino, N. Iwamoto, K. Kojima, S. Nozaki, T. Ohshima
  • 学会等名: 9th Internat. Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications(9thRASEDA)
  • 発表場所: Takasaki(Japan)
  • 年月日: 20101027-29
• [学会発表] Oxygen Ion Induced Charge in SiC MOS Capacitors Irradiated with Gamma-rays (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, S. Nozaki, K. Kojima
  • 学会等名: The 8th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials(ECSCRM)
  • 発表場所: Oslo(Norway)
  • 年月日: 20100829-0902
• [学会発表] Refreshable Decrease in Peak Height of Ion Beam Induced Transient Current from Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Capacitors (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Deki, S. Nozaki
  • 学会等名: 21st International Conference on the Application of Accelerators in Research and Industry(CAARI)
  • 発表場所: Fort Worth(USA)
  • 年月日: 20100808-13
• [学会発表] Charge Enhancement Effects in 6H-SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion Strike (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Onoda, T. Makino, N. Iwamoto, G. Vizkelethy, K. Kojima, S. Nozaki, T. Ohshima
  • 学会等名: IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference(NSREC)
  • 発表場所: Denver(USA)
  • 年月日: 20100719-23
• [学会発表] Charge Collection Efficiency of 6H-SiC P+N Diodes Degraded by Low-Energy Electron Irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto, S. Onoda, T. Ohshima, K. Kojima, A. Koizumi, K. Uchida, and S. Nozaki
  • 学会等名: The 13th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2009(ICSCRM2009)
  • 発表場所: Nuremberg(Germany)
  • 年月日: 20091011-16
• [備考]
  • URL: http://www.taka.jaea.go.jp/eimr_div/RadEffects/index_j.html