| 講演名 | 2019-08-22 ［招待講演］SiC/GaNパワー・RFデバイス・イメージセンサにおける再活用を見据えた厚膜絶縁膜TDDB寿命統計の再考察 岡田 健治(パナソニック・タワージャズセミコンダクター), |
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| 抄録(和) | 注目を集めるSiC, GaNパワーデバイスで使用されるゲート絶縁膜やRF/MMIC、イメージセンサにおけるMIM容量絶縁膜は先端CMOSデバイスで使用される絶縁膜よりも極めて厚いのであるが、その薄膜ゲート絶縁膜と同じ寿命統計が仮定・適用されている。しかしながら厚膜SiO2膜ではストレス印加時に発生するトラップへの電荷捕獲というintrinsicな機構に起因した動的なストレス緩和効果(Charging-induced Dynamic Stress Relaxation (CiDSR) effect)により寿命統計誤導出、寿命誤推定が発生することを明らかにする。同効果は厚膜SiN膜においてもそのTDDBモデルの誤導出の一因となっており、同効果の影響を排除することで新たなconstant-?E modelを提案する。さらに寿命推定の最重要パラメータであるワイブルスロープ?の厚膜領域での異常挙動を明らかにして、従来percolation modelとconstant-?E modelとを融合したGeneralized modelを提案する。 |
| 抄録(英) | Recent advances of GaN/SiC power devices, RF/MMIC (monolithic microwave integrated circuit) devices, and also Image Sensors have been increasing the importance of SiO2 and SiN-based THICK dielectric films (> ~20 nm). Because of their thicknesses and relatively low integrities, carrier charging under electrical stress prevents us from appropriately understanding their TDDB characteristics. This paper demonstrates the charging-induced dynamic stress relaxation (CiDSR) effect causes the misunderstanding of TDDB statistics in thick SiO2 and of the TDDB model of SiN films. Then, the constant-delta E model is proposed as an appropriate model for SiN film by suppressing the CiDSR effect. Furthermore, the anomalous thickness dependence of the Weibull slope is reported in both SiO2 and SiN films and the Generalized model is proposed to explain it by combining the conventional percolation model and the constant-delta E model. |
| キーワード(和) | 絶縁膜 / TDDB / ワイブルスロープ / 絶縁破壊 / イメージセンサ / GaN / SiC / パワーデバイス |
| キーワード(英) | dielectrics / TDDB / Weibull slope / dielectric breakdown / image sensor / GaN / SiC / power device |
| 資料番号 | R2019-25,EMD2019-23,CPM2019-24,OPE2019-52,LQE2019-30 |
| 発行日 | 2019-08-15 (R, EMD, CPM, OPE, LQE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | LQE / OPE / CPM / EMD / R |
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| 開催期間 | 2019/8/22(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究 本館オープンセミナールーム（M153) |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 受光素子，変調器，光部品・電子デバイス実装・信頼性，及び一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 有賀 博(三菱電機) / 高橋 浩(上智大) / 武山 真弓(北見工大) / 和田 真一(TMCシステム) / 安里 彰(富士通) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshi Aruga(Mitsubishi Electric) / Hiroshi Takahashi(Sophia Univ.) / Mayumi Takeyama(Kitami Inst. of Tech.) / Shinichi Wada(TMC System) / Akira Asato(Fujitsu) |
| 副委員長氏名（和） | 八坂 洋(東北大) / 中川 剛二(富士通研) / 中村 雄一(豊橋技科大) / 萓野 良樹(電通大) / 土肥 正(広島大) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroshi Yasaka(Tohoku Univ.) / Goji Nakagawa(Fujitsu Labs.) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) / Yoshiki Kayano(Univ. of Electro-Comm.) / Tadashi Dohi(Hiroshima Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 川北 泰雅(古河電工) / 永井 正也(阪大) / 庄司 雄哉(東京工業大学) / 妹尾 和則(NTT) / 中澤 日出樹(弘前大) / 鈴木 健司(富士電機機器制御) / 水上 雅人(室蘭工大) / 田村 信幸(法政大) / 井上 真二(関西大) |
| 幹事氏名（英） | Yasumasa Kawakita(Furukawa Electric Industries) / Masaya Nagai(Osaka Univ.) / Yuya Shoji(Tokyo Inst. of Tech.) / Kazunori Seno(NTT) / Hideki Nakazawa(Hirosaki Univ.) / Ｋｅｎｊｉ Ｓｕｚｕｋｉ(Fuji Electric) / Masato Mizukami(Muroran Inst. of Tech.) / Nobuyuki Tamura(Hosei Univ.) / Shinji Inoue(Kansai Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 中島 史人(NTT) / 三浦 健太(群馬大) / 若山 雄貴(日立) / 木村 康男(東京工科大) / 寺迫 智昭(愛媛大) / 廣瀬 文彦(山形大) / 林 優一(奈良先端大) / 岡村 寛之(広島大) / 横川 慎二(電通大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Fumito Nakajima(NTT) / Kenta Miura(Gunma Univ.) / Yuki Wakayama(Hitachi) / Yasuo Kimura(Tokyo Univ. of Tech.) / Tomoaki Terasako(Ehime Univ.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) / Yuichi Hayashi(ＮＡＩＳＴ) / Hiroyuki Okamura(Hiroshima Univ.) / Shinji Yokogawa(Univ. of Electro-Comm.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Lasers and Quantum Electronics / Technical Committee on OptoElectronics / Technical Committee on Component Parts and Materials / Technical Committee on Electromechanical Devices / Technical Committee on Reliability |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［招待講演］SiC/GaNパワー・RFデバイス・イメージセンサにおける再活用を見据えた厚膜絶縁膜TDDB寿命統計の再考察 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Talk] Reconsideration of TDDB Statistics of Thick Dielectric Films Used in SiC/GaN Power/RF Devices and Image Sensors |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 絶縁膜 / dielectrics |
| キーワード(2)（和/英） | TDDB / TDDB |
| キーワード(3)（和/英） | ワイブルスロープ / Weibull slope |
| キーワード(4)（和/英） | 絶縁破壊 / dielectric breakdown |
| キーワード(5)（和/英） | イメージセンサ / image sensor |
| キーワード(6)（和/英） | GaN / GaN |
| キーワード(7)（和/英） | SiC / SiC |
| キーワード(8)（和/英） | パワーデバイス / power device |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 岡田 健治 / Kenji Okada |
| 第 1 著者 所属（和/英） | パナソニック・タワージャズ セミコンダクター株式会社(略称：パナソニック・タワージャズセミコンダクター) TowerJazz Panasonic Semiconductor Co., Ltd.(略称：TowerJazz Panasonic Semiconductor) |
| 発表年月日 | 2019-08-22 |
| 資料番号 | R2019-25,EMD2019-23,CPM2019-24,OPE2019-52,LQE2019-30 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | R-169,EMD-170,CPM-171,OPE-172,LQE-173 |
| ページ範囲 | pp.29-34(R), pp.29-34(EMD), pp.29-34(CPM), pp.29-34(OPE), pp.29-34(LQE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-08-15 (R, EMD, CPM, OPE, LQE) |