| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2024-08-06 11:00
極低温下ホットキャリア注入によるしきい値電圧異常増大の理解
○下方駿佑（慶大/産総研）・岡 博史・加藤公彦・稲葉 工・飯塚将太・浅井栄大・森 貴洋（産総研） |
| 抄録 |
（和） |
本研究では、極低温下でのホットキャリアによるMOSFETの特性劣化メカニズムの理解を試みた。4 Kでのホットキャリアストレス印加では、しきい値電圧の巨大な増大などが確認されたが、その後室温に昇温して測定すると、室温ではストレス印加の影響は確認されなかった。一方、室温下でストレス印加した場合、しきい値電圧変化が微小な印加時間であっても、温度を低下させ4 Kで測定すると大きなしきい値電圧変化が観測された。これは、室温と4 Kとではしきい値電圧をシフトさせる原因が異なっていることを示唆している。原因を明らかにするために、しきい値電圧シフトの温度依存性を評価した結果、極低温下で見られるしきい値電圧シフトはバンド端準位量の増大によるものと考えられることがわかった。ストレス印加はその実施温度にかかわらず、バンド端準位を発生させるような界面劣化を伴っているものと考えられる。加えて、極低温下でのホットキャリアによる特性劣化への有効性は未検証である、重水素アニールの効果についても議論する。 |
| （英） |
In this study, we attempted to understand the mechanisms of hot carrier degradation in cryogenic MOSFET operation. Hot carrier stressing at 4 K caused a significant degradation such as a large shift in threshold voltage (Vth). However, subsequent measurements at room temperature (RT) showed almost no degradation at RT. On the other hand, stressing at RT showed a large Vth-shift on measurement at 4 K, which showed a little Vth-shift at RT measurement. These results suggest that the cause of the Vth shift differs between RT and 4 K. To clarify the reason, we evaluated the temperature dependence of Vth in devices after stressed at RT or 4 K, which showed that the Vth-shift observed at cryogenic temperatures is due to an increase of the density of band-edge states. Stressing is considered to cause interface degradation which generates the band-edge states regardless of the stressing temperature. In addition, we discuss the effects of deuterium annealing, whose effectiveness in mitigating hot carrier degradation at cryogenic temperatures has not yet been investigated. |
| キーワード |
（和） |
クライオCMOS / Cryo-CMOS / 極低温動作MOSFET / ホットキャリア / バンド端準位 / 界面準位 / 極低温 / 重水素アニール |
| （英） |
Cryo-CMOS / Cryogenic MOSFET operation / hot carrier / band-edge state / interface state / cryogenic temperature / deuterium anneal / |
| 文献情報 |
映情学技報 |
| 資料番号 |
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| 発行日 |
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| ISSN |
Online edition: ISSN 2424-1970 |
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