Improved SiC/SiO2 Interface Properties of 4H-SiC MOS Capacitor by Using Thin PSG Interfacial Layer.
얇은 PSG 층을 이용한 4H-SiC MOSCAP의 SiC/SiO2 계면 특성 개선
- 주제(키워드) 도움말 4H-SiC , MOSCAP , Oxidation , P-Passivation , 계면 특성
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 구윤모
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000058873
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
Silicon Carbide(SiC)는 넓은 밴드갭 에너지와 Native Oxide를 가진다는 특징으로 인해, 전력반도체 시장에서 각광받고 있는 물질이다. 하지만 SiC MOSFET의 경우 좋지 못한 계면 특성으로 인해 Channel Mobility가 매우 낮다는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 4H-SiC MOSFET의 주요 문제점으로 알려진 SiC/SiO2 계면의 특성을 향상시키기 위해, Phosphosilicate Glass(PSG)를 이용한 P-Passivation 기법을 적용한 4H-SiC MOSCAP을 직접 제작하여 분석하였다. SiO2 층을 형성하는 방법으로는 Dry Oxidation 과 PECVD 기법을 사용하였고, 기존에 잘 알려진 NO-Passivation을 적용한 소자와의 비교를 통해 PSG-Passivation이 갖는 장점에 대해 분석하였다. 결과적으로 Dry Oxidation기법을 사용한 소자를 기준으로, NO-Passivation을 적용하였을 때보다 PSG-Passivation을 적용하였을 때 Flatband Voltage Shift가 19.79% 적었고, Effective Charge Density는 26.31% 적었고, 전도대 아래로 0.41~0.5 eV만큼 떨어져 있는 에너지 영역에서 Interface Trap Density는 14.05% 낮았으며, 마지막으로 Critical Electric Field는 249.99% 높았다.
more초록/요약
Silicon Carbide(SiC) is the attactive material due to its wide bandgap and native oxide. However, SiC MOSFET has extremely low channel mobility due to its poor interface properties. In this paper, N-based 4H-SiC MOSCAP applied P-passivation by using phosphosilicate glass(PSG) was fabricated and analyzed in order to improve the SiC/SiO2 interface characteristic which is the main issue of the 4H-SiC MOSFETs. Dry oxidation and PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition) was used to form SiO2 layer, and the advantage of the devices applied PSG-passivation was analyzed by the comparison to the devices applied NO-passivation. As a result, based on the device which has not applied any passivation, the device applied PSG-passivation has 19.79% smaller flatband voltage shift, 26.31% smaller effective charge density, 14.05% smaller interface traps in the range of 0.41~0.5eV from the conduction band, and 249.99% larger critical electric field than the device applied NO-passivation.
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