[논문]Ni/Si/Ni n형 4H-SiC의 오옴성 접합

이주헌; 양성준; 노일호; 김창교; 조남인; 정경화; 김은동; 김남균

[국내논문] Ni/Si/Ni n형 4H-SiC의 오옴성 접합
Ni/Si/Ni Ohmic contacts to n-type 4H-SiC 원문보기

이주헌 (순천향대학교 정보기술공학부) , 양성준 (순천향대학교 정보기술공학부) , 노일호 (순천향대학교 정보기술공학부) , 김창교 (순천향대학교 정보기술공학부) , 조남인 (선문대학교 전자공학과) , 정경화 (선문대학교 전자공학과) , 김은동 (한국전기연구원) , 김남균 (한국전기연구원)

In this letter, we report on the investigation of Ni/Si/Ni Ohmic contacts to n-type 4H-SiC. Ohmic contacts have been formed by a vacuum annealing and N$_2$ gas ambient annealing method at 950$^{\circ}C$ for 10 min. The specific contact resistivity($\rho$$_<$TEX>c/), sheet resistance(R$_<$TEX>S/), contact resistance(R$_<$TEX>S/), transfer length(LT) were calculated from resistance(R$_<$TEX>T/) versus contact spacing(d) measurements obtained from 10 TLM(transmission line method) structures. The resulting average values of vacuum annealing sample were $\rho$$_<$TEX>c/=3.8x10$^<$TEX>-5/ Ω$\textrm{cm}^2$ , R$_<$TEX>c/=4.9Ω, R$_<$TEX>T/=9.8Ω and L$_<$TEX>T/=15.5$\mu\textrm{m}$, resulting average values of another sample were $\rho$$_<$TEX>c/=2.29x10$^<$TEX>-4/ Ω$\textrm{cm}^2$ , R$\sub$c/=12.9Ω, R$\sub$T/=25.8Ω. The Physical properties of contacts were examined using X-Ray Diffraction and Auger analysis, there was a uniform intermixing of the Si and Ni, migration of Ni into the SiC.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

수준에 머물러 있는 상황이다. 따라서 SiC 공정기술을 보다 높은 수준으로 이르게 하기 위해 금속화 공정의 중요한 오옴성 접합의 특성을 조사하였다. 오옴성 접합은 소자의 동작주파수, 잡음 특성 및 출력에 큰 영향을 미친다.
특히 고출력 소자에서 접촉저항이 크면 열 방출이 증가하여 소자의 온도가 상승하게 되므로 접촉저항을 낮추는 것이 매우 중요하다. 또한 고온에서의 열적 안정성과 낮은 접촉저항을 동시에 확보하기 위한 오옴성 접합 기술의 연구가 반드시 필요하여, 우수한 특성을 갖는 금속과 열처리 조건 및 그 밖의 제반 문제점을 찾고자 이 연구를 살행하였다.

제안 방법

1 × 10¹⁹/cm³인 n형 4H-SiC 웨이퍼를 사용하였다. 먼저 시편의 제작과 특성 평가를 용이하게 하기 위해서 웨이퍼를 가로 1000 μm, 세로 80 μm의 크기로 잘라내고, 유기물을 제거하고자 초음파 세척기를 이용하여 순차적으로 TCE용액에서 3분, 아세톤에서 3분, 메탄올에서 3분을 세척하였으며, 최종 실리콘 카바이드 표면에 형성된 이온성 잔류 불순물과 자연 산화막 제거를 위하여 NH₄OH: H₂O₂ : H₂O = 1:1:5, H₂SO₄ : H₂O₂ = 1:1 용액에 10분 동안 세정하였다. 이렇게 세정 공정을 마친 후, AZ 5412를 이용하여 wafer 위에 PR coating을 하는사진 공정과 노광 공정을 하고, sputter를 사용하여 Ni(400Å), Si(200Å), Ni(400Å)를 증착 하였다.
먼저 시편의 제작과 특성 평가를 용이하게 하기 위해서 웨이퍼를 가로 1000 μm, 세로 80 μm의 크기로 잘라내고, 유기물을 제거하고자 초음파 세척기를 이용하여 순차적으로 TCE용액에서 3분, 아세톤에서 3분, 메탄올에서 3분을 세척하였으며, 최종 실리콘 카바이드 표면에 형성된 이온성 잔류 불순물과 자연 산화막 제거를 위하여 NH₄OH: H₂O₂ : H₂O = 1:1:5, H₂SO₄ : H₂O₂ = 1:1 용액에 10분 동안 세정하였다. 이렇게 세정 공정을 마친 후, AZ 5412를 이용하여 wafer 위에 PR coating을 하는사진 공정과 노광 공정을 하고, sputter를 사용하여 Ni(400Å), Si(200Å), Ni(400Å)를 증착 하였다. 다층으로 증착된 Ni/Si/Ni를 lift off 시키고 낮은 접촉 저항을 갖기 위하여 급속 열처리 장비 RTP(rapid thermal process)를 사용하여 950℃에서 10분 동안 열처리하였다[1-3].
이렇게 세정 공정을 마친 후, AZ 5412를 이용하여 wafer 위에 PR coating을 하는사진 공정과 노광 공정을 하고, sputter를 사용하여 Ni(400Å), Si(200Å), Ni(400Å)를 증착 하였다. 다층으로 증착된 Ni/Si/Ni를 lift off 시키고 낮은 접촉 저항을 갖기 위하여 급속 열처리 장비 RTP(rapid thermal process)를 사용하여 950℃에서 10분 동안 열처리하였다[1-3].
다 단자를 갖는 시편에서 접촉 저항을 측정하기 위하여 반도체 변수 분석기와 probe station 을 사용하였다. 그리고 다 단자를 갖는 접촉 저항 측정 방법은 두 단자 방식의 결점을 보완할수 있는 방법이고, 그림 2처럼 구성된 다 단자구조에서 접촉 저항을 구해보면 다음과 같다[4].
Ni/Si/Ni를 증착한 후에 급속 열처리 장치를 이용하여 3.4×10^-5 Torr의 진공과 질소 분위기에서각 각 950℃에서 10분 동안 열처리한 시편을 가지고 I-V 특성을 조사하였다. 그 결과 그림 3에서처럼 진공 상태에서 열처리한 시편의 전류 값이 질소 분위기에서 열처리한 시편 보다 높은 값을 얻었으며, 오옴성 접합에 대해서 뛰어난 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 웨이퍼는 비저항 0.007 Ωcm², 두께 398 μm 결정 방향 0° 12' , 도핑농도 1.1 × 10¹⁹/cm³인 n형 4H-SiC 웨이퍼를 사용하였다. 먼저 시편의 제작과 특성 평가를 용이하게 하기 위해서 웨이퍼를 가로 1000 μm, 세로 80 μm의 크기로 잘라내고, 유기물을 제거하고자 초음파 세척기를 이용하여 순차적으로 TCE용액에서 3분, 아세톤에서 3분, 메탄올에서 3분을 세척하였으며, 최종 실리콘 카바이드 표면에 형성된 이온성 잔류 불순물과 자연 산화막 제거를 위하여 NH₄OH: H₂O₂ : H₂O = 1:1:5, H₂SO₄ : H₂O₂ = 1:1 용액에 10분 동안 세정하였다.

성능/효과

그 결과 그림 3에서처럼 진공 상태에서 열처리한 시편의 전류 값이 질소 분위기에서 열처리한 시편 보다 높은 값을 얻었으며, 오옴성 접합에 대해서 뛰어난 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다. 그리고 열처리 온도를 1000℃로 변화시켜 I-V 특성을 관찰하였으나 전체적으로 비교하여 950℃의 시편보다 특성이 좋지 않았다.
본 연구에서는 Ni/Si/Ni n형 4H-SiC 다층 간의 접합 계면의 미세 구조와 XRD, AES 분석을 이용하여 접합 특성과 열처리 조건에 따른 저항 변화를 확인하였다, 진공 상태에서의 열처리 시편의 경우 ρ_c=3.8×10^-5 Ωcm², R_c=4.9 Ω, R_T=9.8 Ω L_T=15.5μm이며, 질소 분위기에서의 열처리 시편은 ρ_c=2.29×10^-4 Ωcm², R_c=12.9 Ω, R_T=25.8 Ω의 결과값을 얻을 수 있었다.
4×10^-5 Torr의 진공과 질소 분위기에서각 각 950℃에서 10분 동안 열처리한 시편을 가지고 I-V 특성을 조사하였다. 그 결과 그림 3에서처럼 진공 상태에서 열처리한 시편의 전류 값이 질소 분위기에서 열처리한 시편 보다 높은 값을 얻었으며, 오옴성 접합에 대해서 뛰어난 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다. 그리고 열처리 온도를 1000℃로 변화시켜 I-V 특성을 관찰하였으나 전체적으로 비교하여 950℃의 시편보다 특성이 좋지 않았다.

원문 보기

ScienceON 원문보기

*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

[논문] 낮은 접촉저항을 갖는 Ni/Si/Ni n형 4H-SiC의 오옴성 접합

저작권 관리 안내

내보내기 메뉴

내보내기 구분

파일저장
인쇄
메일전송

구성항목

기본정보
상세정보

관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관

저장형식

Text(ASCII format)
Excel format
RefWorks Direct Export
RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley

메일정보

받는사람 (필수): @
보내는사람 (선택): @
제목
내용: KISTI 검색결과 이메일 서비스

안내

총 건의 자료가 검색되었습니다.

다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000)

검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다.

데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요)

다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다.
파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오.

Text(ASCII format)
Excel format

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

AI-Helper ※ AI-Helper는 을 사용합니다.

AI-Helper

안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

연합인증

[국내논문] Ni/Si/Ni n형 4H-SiC의 오옴성 접합
Ni/Si/Ni Ohmic contacts to n-type 4H-SiC 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper