Radiation effects of I-V characteristics in MOS structure irradiated under $Co^{60}-{\gamma}$ ray

$Co^{60}-{\gamma}$ ray을 조사시킨 MOS 구조에서의 I-V특성의 방사선 조사 효과

When MOS devices is exposed to radiation, radiation effects of P-type MOS capacitor can cause modulation and/or degradation in devices characteristics and its operating life. The oxide layer is grown in $O_2$+T.C.E. and its thickness ranges from 40 to 80 nm. Irradiations on MOS capacitor were performed by Cobalt-60 gamma ray source and total dose ranges from $10^4$ to $10^8$ rads. The radiation effect on electrical conduction characteristics(I-V) in MOS capacitor was measured as a function of gate oxide thickness and total dose. From the experimental result, I-V characteristics is found to be influenced strongly by total dose in irradiated p-type MOS capacitors. The ohmic current is dependant on of total dose in irradiated P-type MOS capacitors. This results are explained using surface states at interface radiation-induced traps.

MOS 커패시터가 이온화 방사선에 노출되었을 경우, MOS 커패시터의 방사선 조사 효과는 소자의 전기적 특성 및 동작 수명에 심각한 영향을 일으킬 수 있다. MOS 커패시터는 (100) 방향의 P-type Si wafer 위에 산화막층을 $O^2$+T.C.E. 분위기에서 성장하였으며, 그 두께는 40~80 nm로 만들었다. MOS 커패시터에 대한 방사선 조사는 $Co^{60}-{\gamma}$선을 사용하였고, 조사선량은 $10^4{\sim}10^8$으로 조사하였다. MOS 커패시터에서 전기적 전도 특성의 방사선 조사효과는 산화막 두께와 조사선량을 변화하면서 측정된 P-type MOS 커패시터는 조사선량에 의해서 강하게 영향을 받는다는 것과 저전계 영역에서의 Ohmic 전류가 전체 선량에 의존한다는 것을 알았다. 이 결과는 방사선 조사에 의해 산화막 트랩전하와 산화막-반도체($SiO_2$-Si)계면 트랩전하에 의해서 설명 할 수 있다.