SCI
SCIE
SCOPUS
Effects of post-deposition annealing on sputtered SiO<sub>2</sub>/4H-SiC metal-oxide-semiconductor
저자
Lee, Suhyeong ; Kim, Young Seok ; Kang, Hong Jeon ; Kim, Hyunwoo ; Ha, Min-Woo ; Kim, Hyeong Joon
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
115-120(6쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Reactive sputtering followed by N<SUB>2</SUB>, NH<SUB>3</SUB>, O<SUB>2</SUB>, and NO post-deposition annealing (PDA) of SiO<SUB>2</SUB> on 4H-SiC was investigated in this study. The results of ellipsometry, an etching test, and X-ray photoemission spectroscopy showed that N<SUB>2</SUB> and NH<SUB>3</SUB> PDA nitrified the SiO<SUB>2</SUB>. Devices using N<SUB>2</SUB> and NH<SUB>3</SUB> PDA exhibited a high gate leakage current and low breakdown field due to oxygen vacancies and incomplete oxynitride. SiO<SUB>2</SUB>/4H-SiC MOS capacitors were also fabricated and their electrical characteristics measured. The average breakdown fields of the devices using N<SUB>2</SUB>, NH<SUB>3</SUB>, O<SUB>2</SUB>, and NO PDA were 0.12, 0.17, 4.71 and 2.63 MV/cm, respectively. The shifts in the flat-band voltage after O<SUB>2</SUB> and NO PDA were 0.95 and −2.56 V, respectively, compared with the theoretical value. The extracted effective oxide charge was −4.11 × 10<SUP>11</SUP> cm<SUP>−2</SUP> for O<SUB>2</SUB> PDA and 1.11 × 10<SUP>12</SUP> cm<SUP>−2</SUP> for NO PDA. NO PDA for 2 h at 1200 °C shifted the capacitance–voltage curve in the negative direction. The oxygen containing PDA showed better electrical properties than non-oxygen PDA. The sputtering method described can be applied to 4H-SiC MOS fabrication.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> SiO<SUB>2</SUB> film on 4H-SiC was investigated using reactive sputtering and post-deposition annealing. </LI> <LI> PDA decreased the etching rate and induced densification of SiO<SUB>2</SUB>. </LI> <LI> XPS results demonstrated nitridation of SiO<SUB>2</SUB>/4H-SiC after N<SUB>2</SUB> and NH<SUB>3</SUB> PDA. </LI> <LI> O<SUB>2</SUB> and NO PDA improved the leakage current as well as the breakdown field. </LI> </UL> </P>
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