要旨

厚さ100nmのEr2O3ゲート絶縁膜を用いたMOSFETについて、照射前デバイス特性、ガンマ線応答、放射線線量計への応用可能性を調べた。これらの新しいデバイスの性能を、同じ厚さの標準的なSiO2ゲート酸化膜を用いた市販のpMOS線量計（RadFET）の性能と比較した。Er2O3の放射線感度はSiO2よりも著しく高く、これは特に低線量レベルで顕著である。照射中にSiO2よりもEr2O3誘電体に捕捉される正電荷の数が著しく多いため、しきい値電圧のシフトが大きくなります。2週間の室温アニール後、SiO2およびEr2O3試料では、それぞれ11.9%と24.0%の退色が観察された。Er2O3のフェージングが高いのは、誘電体とシリコンの界面に近い浅いトラップの数が多いためと考えられる。これらの初期結果は、Er2O3をpMOSドジメーターの新しいゲート絶縁膜として使用する可能性に有望である。観測されたデバイス感度の向上は、個人線量測定アプリケーションにpMOS線量計を導入するためのマイルストーンとなり得る。

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