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半導体用語集

X線照射ダメージ

英語表記：X-ray irradiation damage

X線リソグラフィで使用したX線マスクやX線リソグラフィで製造したLSIにおいて、X線照射により化学結合が切れたり、結晶欠陥が発生したりすることに起因して現われる特性の劣化のこと。X線マスクの照射ダメージは、マスクパターンの位置歪や可視光透過率の変化(カラーセンターの発生)として現われ、最終的にX線マスクの強度が劣化し、破損に至る場合もある。マスクパターンの位置歪はX線照射によりメンブレンや吸収体膜のストレス(内部応力)に変化が生じるために発生する。したがって、長時間X線マスクを使用するためには、マスクの構成材科のX線照射耐性を高める必要がある。この理由から、 従来用いられていたメンブレン材料のBNやSiNは、SiCやダイヤモンドに変更されてきた。LSIデバイスの照射ダメージに関しては、X線照射によりMOSFETの Si02/Si界面に界面準位が生成されるとともに、Si02ゲート酸化膜中に固定正電荷や中性電子トラップが発生することに起因している。界面準位の発生はチャージポンピング電流で確かめられる。X線照射量の増加に伴い大量に発生するが、最終的にはN2/H2 ガス中の400℃、30分のアニールにより完全に回復されることが確認された。また、酸化膜中に発生した固定電荷についても、サブスレッショルド特性から完全にアニールアウトされることが確認された。中性電子トラップの発生に関しては、アニールでは完全に除去できず、酸化膜中に一部残存し、デバイス特性に影響を及ばす。しかしながら、ゲート酸化膜厚を5nm程度まで薄くすることにより,ホットキャリア耐性からみた長期信頼性への影響は無視できる程度に抑えられる。

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