樹脂封止実装時の残留応力に起因したnMOSFETのDC特性値変動評価と電子移動度モデルに関する検討(半導体材料・デバイス)
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概要
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本研究では,樹指封止実装時の残留応力に起因したnMOSFETのDC特性値変動を計測し,nMOSFETの1軸応力感度及び樹脂封止実装時の残留応力値を用いてその特性値変動を評価した.その際,4点曲げ試験により得られたnMOSFETの応力感度において,nMOSFETの微細構造に起因した応力分布の影響及び寄生抵抗の影響について検討した.その結果,本研究で用いたnMOSFETにおいて測定された応力感度におけるゲート長さ依存性は,ゲート長さが異なる各nMOSFETのゲート電圧・ドレーン電流特性における寄生抵抗の影響度を反映していることが分かった.樹脂封止実装時の残留応力は,ピエゾ抵抗ゲージによる計測と有限要素法線形熱弾性解析を組み合わせた手法によって評価した.QFP樹脂封止実装時におけるnMOSFETのDC特性値変動を測定した結果,ドレーン電流の減少が計測され,顕著なしきい値電圧の変化は計測されなかった.また,1軸負荷の場合と同様に,実測された相互コンダクタンスの変化率にはゲート長さ依存性が見られた.これらの測定結果は,nMOSFETの応力感度測定結果及びQFPの残留応力評価結果から,ピエゾ効果モデルの関係を用いて見積もることができた.更に,応力効果を考慮した電子移動度モデルとして,Si伝導帯エネルギーの変化による電子存在確率の変化を電子移動産変化に対応させたモデルについて,実験結果との比較によりその妥当性を検証した.その結果,電子存在確率の変化のみならず,応力による電子散乱確率の変化も考慮する必要があることが示唆された.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2008-04-01
著者
-
池田 徹
京都大学大学院工学研究科
-
宮崎 則幸
京都大学大学院工学研究科
-
小金丸 正明
福岡県工業技術センター機械電子研究所
-
友景 肇
福岡大学工学部電子情報工学科
-
池田 徹
京大
-
池田 徹
京大工
-
宮崎 則幸
京大
-
宮崎 則之
京大工
-
宮崎 則幸
京都大学大学院工学研究科機械理工学専攻
-
Miyazaki Noriyuki
Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Komazawa Office
-
宮崎 則幸
九州大学工学部化学機椀工学科
-
小金丸 正明
福同工技セ
-
宮崎 則幸
京都大学大学院
-
池田 徹
京都大学大学院
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