【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22RO0034

利用課題名 / Title

ワイドバンドギャップ半導体を用いたMOSFETの耐放射線性に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

広島大学 / Hiroshima Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

表面処理,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

尾崎 大晟

所属名 / Affiliation

広島大学工学部第二類

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

RO-113： マスクレス露光装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究ではMOSFETのゲート酸化膜の耐放射線性に着目し、トータルドーズ効果に対するMOSFETの特性変化を行った。特に閾値制御の重要技術であるwet-POAプロセスに注目し、この処理の有無での効果の違いを調べた。

実験 / Experimental

本実験ではドーピング濃度のpエピタキシャル成長を形成したものとのnエピタキシャル成長を形成した4H-SiC基板を用いた。SiO₂によるハードマスクを形成し高温イオン注入を行い、不純物活性化を行った後LPCVDによる層間絶縁膜を形成、熱酸化によるゲート酸化膜を15 nm形成、wet-POAを行った。その後スパッタリングによりNb/NiのS/D電極を形成したのちAlスパッタリングにより配線を形成するというプロセスでn基板、p基板MOSFETおよびMOSキャパシタを作製した。　　　またn型p型それぞれでwet-POA処理を行っていないものも合わせて作成した。MOSキャパシタのゲート半径は、MOSFETはゲート長、ゲート幅で設計した。上記の過程においてマスクレス露光装置を用いたリソグラフィをおこなった。 以下の図 1は作製したnMOSFETのサンプル画像
n/pMOSFET、MOSキャパシタに対して、⁶⁰Coを線源とする9 kGy/hのγ線を複数回照射し、ドーズ量が9 kGy、54 kGy、774 kGyの時MOSFETの特性とMOSキャパシタのC-V特性を 1 kHz、10 kHz、100 kHz、1 MHzの条件で測定した。また、得られた結果からしきい値電圧、電界効果移動度、界面準位密度等を求めた。

結果と考察 / Results and Discussion

次に測定で得られた特性から求めたしきい値電圧のドーズ量に対する変化を調べた。
nMOSFETのしきい値が線から受ける影響はwet-POA処理の有無にかかわらず低いことが分かった。wet-POA処理をしたpMOSFETのみしきい値電圧の大きさが上昇していることが分かった。また電界効果移動度はn/pMOSFET両方でPOA処理の有無に関わらず大きく変化しなかった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図 1　nMOSFETのサンプル画像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件