[논문]후열처리 분위기에 따른 깊은 준위결함의 변화가 Ga2O3/SiC 이종접합 다이오드에 미치는 영향 분석

정승환; 신명철; 구상모

doi:10.7471/ikeee.2024.28.1.104

후열처리 분위기에 따른 깊은 준위결함의 변화가 Ga2O3/SiC 이종접합 다이오드에 미치는 영향 분석
Effects of Deep Level Defect Variations on Ga2O3/SiC Heterojunction Diodes Due to Post-Annealing Atmosphere 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.28 no.1, 2024년, pp.104 - 109

정승환 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University) , 신명철 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University) , (Dept. of Physics, Aix-Marseille University) , 구상모 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University)

초록
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본 연구에서는 다양한 가스 분위기에서 후열처리를 진행한 후 Ga₂O₃/SiC 이종접합 다이오드의 깊은 준위 결함 변화를 Deep Level Transient Spectroscopy(DLTS) 기법으로 분석하여 깊은 준위 결함의 변화가 Ga₂O₃/SiC 이종접합 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, J-V 측정 및 Hall 측정을 통한 전기적 특성 분석을 실시하였고, N₂ 분위기에서 열처리된 소자에서 3.06 × 10^-2 A/cm²로 가장 높은 on-state current가 측정되었으며, carrier concentration은 3.8 × 10¹⁴ cm^-3로 증가하는 것이 관측되었다. 이는 후열처리 분위기에 따른 깊은 준위 결함의 변화가 전기적 특성에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, we explored the influence of post-annealing atmospheres on the electrical properties of Ga2O3/SiC heterojunction diodes. We fabricated Ga2O3/SiC heterojunction diodes by RF sputtering and after the fabrication the post-annealing in various gas atmospheres was performed. We measured the changes in deep-level defects using Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) and we conducted an electrical characteristic of J-V measurement and Hall measurement to analyzed the effects of annealing atmosphere on Ga2O3/SiC heterojunction diode. In the N2 annealed devices, the highest on-state current was measured as 3.06 × 10-2 A/cm^2, and an increase in carrier concentration of 3.8 × 1014 cm-3 was observed. This confirms that the variations in deep level defects due to the post-annealing atmosphere can influence the electrical properties.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Cross-sectional view of Ga₂O₃/4H-SiC heterojunction diode devices: (a) As-deposited, (b) N₂ condition, (c) O₂ condition post-annealing. 그림 1. Ga₂O₃/4H-SiC 이종접합 다이오드 소자의 단면도 (a) As-deposit (b) N₂ condition (c) O₂ condition post-annealing
그림 Fig. 2. DLTS spectra of Ga₂O₃/SiC heterojunction diodes for As-deposited (As), N₂ annealed (N₂), and O₂ annealed (O₂) from 80 to 700 K. 그림 2. Ga₂O₃/SiC 이종접합 다이오드 As-deposit (As), N₂ annealing (N₂)과 O₂ annealing (O₂)에 대한 DLTS spectra 80~700 K
그림 Fig. 3. Arrhenius plots of extracted DLTS spectra for Ga₂O₃/SiC heterojunction (a) As-deposited, (b) N₂ condition, (c) O₂ condition post-annealing. 그림 3. 추출된 DLTS spectra의 Arrhenius plot, Ga₂O₃/SiC 이종접합 (a) As-deposit, (b) N₂ condition (c) O₂ condition post-annealing
표 Table 1. Summarize of derived parameters of deep level defects. 표 1. 도출된 깊은 준위 결함의 파라미터 요약
그림 Fig. 4. J-V characteristics of Ga₂O₃/SiC heterojunction diode (a) linear sacle (b) logarith scale. 그림 4. Ga₂O₃/SiC 이종접합 소자에 대한 J-V characteristics (a) 선형 (b) 로그 스케일
그림 Fig. 5. Hall measurement characteristics of Ga₂O₃/SiC heterojunction devices. 그림 5. Ga₂O₃/SiC 이종접합 소자의 hall measurement 특성

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