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[국내논문] 6H-SiC MOSFET과 디지털 IC 제작
Fabrication of 6H-SiC MOSFET and Digital IC 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.16 no.7, 2003년, pp.584 - 592  

김영석 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  오충완 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  최재승 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  송지헌 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  이장희 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  이형규 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  박근형 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

6H-SiC MOSFETs and digital ICs have been fabricated and characterized. PMOS devices are fabricated on an n-type epilayer while the NMOS devices are fabricated on implanted p-wells. NMOS and PMOS devices use a thermally grown gate oxide. SiC MOSFETs are fabricated using different impurity activation ...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 고온 열처리의 문제점들을 보완하기 위한 방법으로 엑시머 레이저를 이용한 활성화 방법도 사용하고 있다[6]. 본 논문에서는 이러한 두 가지 불순물 활성화 방법이 소자 및 회로에 미치는 영향을 보기 위하여, 1600 ℃ 고온 열처리와 엑시머 레이저 활성화 방법을 이용한 샘플로 나누어서 소자 및 회로를 제작하고 그 특성을 측정하였다.
  • 본 논문에서는 위에서 서술된 여러 공정들의 문제점들을 파악하고, 특히 불순물 활성화 실험을 위하여 표 1과 같이 두 가지 샘플을 제작하였다. 샘플 1은 1600 ℃ 40분 조건의 고온 열처리를 행하였으며, 샘플 2는 엑시머 레이저 열처리를 적용하였다.
  • 샘플 1은 고온 열처리 시간이 길기 때문에 게이트 산화막을 더 두껍게 형성하여 스텝-번칭에 의한 소자의 결함을 최소화해 보기 위해서이다. SiC 소자 및 회로의 게이트는 Mo 금속을 이용하였다.
  • 그 이유 중의 하나로 고온 열처리 공정의 온도가 너무 높기 때문에 스텝-번칭 등과 같은 여러 가지 문제를 일어 켜서 칩 수율이 하락한 것으로 판단된다. 이 점을 고려하여 본 논문에서는 다음의 엑시머 열처리로 불순물을 활성화하는 공정을 개발하여 소자와 회로를 제작하고 측정하였다.
  • 본 논문에서는 SiC MOSFET과 디지털 회로의 검증을 위해 위와 같이 공정에 변화를 주었는데, 이들의 영향을 조사하기 위하여 여러가지 소자 및 기본 IC들을 제작하였다. SiC MOSFET으로는 NMOS와 PMOS 기본 소자, SiC 디지털 IC로는 CMOS 인버터, NMOS와 부하저항으로 구성된 인버터, NAND, NOR 등을 제작하고 특성을 분석하였다.

가설 설정

  • 이 값들은 예상된 NMOS 및 PMOS의 목표 문턱 전압(각각 3 V, -3 V)보다 훨씬 높게 나왔는데 이것은 다음과 같은 이유들 때문이라고 판단된다. 첫 번째로, 게이트 산화막 두께의 증가이다. 고온 불순물 활성화 열처리 공정에서 시간을 40분으로 한 결과 표면에 스텝-번칭이발생하였다.
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참고문헌 (4)

  1. Capano, M. A., Ryu, S., Melloch, M. R., Cooper Jr., J. A., Buss, M. R.. Dopant activation and surface morphology of ion implanted 4H- and 6H-silicon carbide. Journal of electronic materials, vol.27, no.4, 370-376.

  2. Ryu, Sei-Hyung, Kornegay, K.T., Cooper Jr., J.A., Melloch, M.R.. Digital CMOS IC's in 6H-SiC operating on a 5-V power supply. IEEE transactions on electron devices, vol.45, no.1, 45-53.

  3. Ryu, S., Kornegay, K.T., Cooper, J.A., Melloch, M.R.. Monolithic CMOS digital integrated circuits in 6H-SiC using an implanted p-well process. IEEE electron device letters : a publication of the IEEE Electron Devices Society, vol.18, no.5, 194-196.

  4. Xie, W., Cooper, J.A., Melloch, M.R.. Monolithic NMOS digital integrated circuits in 6H-SiC. IEEE electron device letters : a publication of the IEEE Electron Devices Society, vol.15, no.11, 455-457.

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