A Study on the Improvement of 4H-SiC/SiO2 Interface Characteristics in MOS Structure with Boron passivation and Re-oxidation
- 주제(키워드) 4H-SiC , MOS capacitor , post oxidation annealing , boron passivation , re-oxidation , interface trap density , X-ray photoelectron spectroscopy , 4H-실리콘카바이드 , 금속-산화물-반도체 커패시터 , 산화 후 어닐링(annealing) , 붕소 패시베이션 , 재-산화 , 계면 포획 밀도 , X-선 광전자 분광법
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김광수
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000063762
- UCI I804:11029-000000063762
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
The researcher investigated the effect of boron passivation and re-oxidation on the properties of the 4H-silicon-carbide/silicon-dioxide (4H-SiC/SiO2) interface. Metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors were fabricated on 4H-SiC substrates and the capacitance-voltage (C-V) properties were measured. The high-low method was used to obtain the interface trap density from the C-V curve. Boron passivation is known to be effective in reducing the size of carbon clusters of 4H-SiC/SiO2 interface. It is also known that re-oxidation is effective in improving the quality of the oxide and reducing the dangling bond of the 4H-SiC/SiO2 interface. The effect of each boron passivation and re-oxidation method on the 4H-SiC/SiO2 interface was analyzed by observing the interface trap density obtained from the C-V curves. The researcher found that the interface trap density could be significantly improved; the best sample exhibited an interface trap density approximately 51% lower than that of the sample subjected to conventional oxidation via wet oxidation, boron passivation and wet re-oxidation. The interface of each sample was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy, based on which it is inferred that boron passivation reduced the size of residue carbon clusters located at the 4H-SiC/SiO2 interface.
more초록/요약
본 논문에서는 4H-실리콘-카바이드 / 실리콘-다이옥사이드 (4H-SiC / SiO2) 계면의 특성에 대한 붕소 패시베이션 (passivation) 및 재-산화의 영향을 조사했다. 4H-실리콘-카바이드 기판 위에 금속-산화물-반도체 커패시터 (capacitor)를 제작하고 커패시턴스 (capacitance)-전압 특성을 측정했다. 커패시턴스-전압 곡선에서 계면 포획 밀도를 얻기 위해 하이-로우 (high-low) 방법을 사용했다. 붕소 패시베이션은 4H-실리콘-카바이드 / 실리콘-다이옥사이드 계면에 있는 탄소 클러스터 (cluster)의 크기를 줄이는 데 효과적이라고 알려져 있다. 재-산화는 산화물의 특성을 향상하고 4H-실리콘-카바이드 / 실리콘-다이옥사이드 계면의 불포화 결합을 감소시키는 데 효과적이라는 것이 알려져 있다. 4H-실리콘-카바이드 / 실리콘-다이옥사이드 계면에 대한 각 붕소 패시베이션 및 재-산화 방법의 효과는 커패시턴스-전압 곡선으로부터 얻어진 계면 포획 밀도를 관찰함으로써 분석됐다. 본 연구에서 가장 낮은 계면 포획 밀도를 얻은 샘플은 습식 산화 / 붕소 패시베이션 / 습식 재-산화 공정을 적용한 샘플로, 기존의 건식 산화를 적용한 샘플보다 약 51% 낮은 계면 포획 밀도를 가졌다. X-선 광전자 분광법을 통해 붕소 패시베이션의 효과로 4H-실리콘-카바이드 / 실리콘-다이옥사이드 계면에 존재하는 탄소 클러스터의 크기가 작아짐을 확인 및 분석했다.
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