Random Telegraph Noise(ランダム・テレグラフ・ノイズ)

半導体デバイス測定に関する翻訳で、Random Telegraph Noise(ランダム・テレグラフ・ノイズ)という言葉がよく出てくる(例えば、B1500Aの波形発生器/高速測定ユニットのp3)。Random Telegraph Noise(ランダム・テレグラフ・ノイズ)は、RTNと略されることがある。

CPUやメモリなどのLSIには、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor、金属酸化膜半導体)構造のトランジスタ(MOSFET、FETはField Effect Transistor(電界効果トランジスタ)の略)がスイッチング素子として使われている。MOSFETのゲートに電圧(電界)を印加する/しないによる、ソース-ドレイン間の電流のオン/オフ制御(スイッチ)を利用して、論理回路が形成されている。

近年のLSI CMOSプロセスの微細化に伴い、ソース-ドレイン間のチャネルを流れるキャリア(電子や正孔)の数(電流)が減少している。また、微細化により、ゲート酸化膜の厚さも極薄になり、酸化膜(SiO2)と半導体(Si)の界面におけるダングリングボンド(化学の分野の相手のいない結合の手)などの構造欠陥(キャリアを捕獲するトラップ)による影響が無視できなっている。

すなわち、CMOSプロセスの微細化により、ソース-ドレイン間のチャネルを流れる電流が極めて小さくなり、ゲート酸化膜界面のトラップによる1つ1つのキャリアのランダムな捕獲・放出過程の影響が、チャネルを流れる電流に現れるようになった。このトラップへの単一キャリアの出入りに起因するチャネル電流(ドレイン電流)の変動が、「ランダム・テレグラフ・ノイズ」である。

MOSFETについては、以下を参照

山形大学大学院理工学研究科廣瀬文研究室 > 半導体デバイス教科書プロジェクト > 第6章 MOSFET

ランダム・テレグラフ・ノイズについては、以下を参照。

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