• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.104-111
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• 2001

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 비정질 탄화실리콘(a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 기상 doping 농도를 0에서 $2.5\times10^{-2}$ 범위에서 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, SIMS, 광흡수도와 전기전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $B_2H_6$/($CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 붕소의 도핑효율와 미세결정성은 감소하였다. 증착 중 $B_2H_6$ 기체가 첨가됨에 따라 비정질 탄화실리콘 박막의 Si-C-H 결합기의 강도는 감소하였으며, 이의 영향으로 박막내의 수소함량은 $B_2H_6/(SiH_4+CH_4$) 기체 유량비가 증가함에 따라 16.5%에서 7.5%로 단조감소하였다. $B_2H_6(CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 a-SiC:H 박막의 광학적 밴드갭과 전기활성화 에너지는 감소하였고, 전기전도도는 증가하였다.

• 한국결정학회지
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• 제1권1호
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• pp.19-28
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• 1990

단결정 6H-SiC는 에너지갭이 3.0eV인 반도체로서 청색발광소자 및 고온반도체소자로 응용이 기대되는 재료이다. 본 연구에서는 청색발광소자 제작을 위해 6H-SiC 단결정을 승화법으로 성장시켰다. 승화법으로 성장시 성장도가니내의 온도구배를 44℃/cm, 성장온도는 1800-1990℃ 압력은 50-1000 mTorr이었다. 사용한 종자정은 에치슨법으로 성장시킨 SiC 단결정을 사용하였다. 성장된 6H-SiC 결정은 종자징위에 epitaxial growtll를 하였음을 편광현미경과 Back reflection Xray Laue 법으로 확인하였다. 성장조건을 변화시켰을 때 생성되는 결정상의 변화를 XRD로 조사하였다. 성장 온도가 1840℃ 이상일 경우에는 6H-SiC이 성장되었으며, 그 이하에서는 6H-SiC가 성장되었다. 또한 3C-SiC는 저온 저파포화도 성장조건에서 성장되는 상임을 확인하였다. van der Pauw측정법에의한 전기적 특성을 조사하였는데, 전도형은 p형이고 hole 농도와 이동도는 7.6x1014cm-3와 19cm2 V-1sec-1였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권2호
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• pp.265-270
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• 2017

4H-SiC has attracted attention for high-power and high-temperature metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) for industrial and automotive applications. The gate oxide in the 4H-SiC MOS system is important for switching operations. Above $1000^{\circ}C$, thermal oxidation initiates $SiO_2$ layer formation on SiC; this is one advantage of 4H-SiC compared with other wide band-gap materials. However, if post-deposition annealing is not applied, thermally grown $SiO_2$ on 4H-SiC is limited by high oxide charges due to carbon clusters at the $SiC/SiO_2$ interface and near-interface states in $SiO_2$; this can be resolved via low-temperature deposition. In this study, low-temperature $SiO_2$ deposition on a Si substrate was optimized for $SiO_2/4H-SiC$ MOS capacitor fabrication; oxide formation proceeded without the need for post-deposition annealing. The $SiO_2/4H-SiC$ MOS capacitor samples demonstrated stable capacitance-voltage (C-V) characteristics, low voltage hysteresis, and a high breakdown field. Optimization of the treatment process is expected to further decrease the effective oxide charge density.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2021

본 논문에서는 고전압, 고전류 동작에 적합한 4H-SiC UMOSFET에 대해서 연구하였다. 일반적으로 SiO2는 SiC MOSFET에서 gate dielectric으로 가장 많이 사용되는 물질이다. 하지만 4H-SiC보다 유전 상수 값이 2.5배 낮아서 높은 전계를 갖게 되므로 SiO2/SiC 접합 부분에서 열악한 특성을 갖는다. 따라서 high-k 물질을 gate dielectric으로 적용한 소자를 SiO2를 적용한 소자와 TCAD 시뮬레이션을 통해 전기적 특성을 비교하였다. 그 결과 BV 감소, VTH 감소, gm 증가, Ron 감소를 확인하였다. 특히 온도가 300K일 때, Al2O3와 HfO2의 Ron은 66.29%, 69.49%가 감소하였으며 600K일 때도 39.71%, 49.88%가 감소하였다. 따라서 Al2O3와 HfO2가 고전압 SiC MOSFET의 gate dielectric 물질로써 적합함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.621-624
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• 2011

In order to deposit a homogeneous and uniform ${\beta}$-SiC films by chemical vapor deposition, we constructed the phase-diagram of ${\beta}$-SiC over graphite and silicon via computational thermodynamic calculation considering pressure(P), temperature(T) and gas composition(C) as variables in $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system. During the calculation, the ratio of Cl/Si and C/Si is maintained to be 4 and 1, respectively, and H/Si ratio is varied from 2.67 to 15,000. The P-T-C diagram showed very steep phase boundary between SiC+C and SiC region perpendicular to H/Si axis and also showed SiC+Si region with very large H/Si value of ~6700. The diagram can be applied not only to the prediction of the deposited phase composition but to compositional variation due to the temperature distribution in the reactor. The P-T-C diagram could provide the better understanding of chemical vapor deposition of silicon carbide.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.358-369
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• 1995

SIC와 금속박막의 반응에 의한 표면구조 및 부착력이 550$^{\circ}C$에서 1450$^{\circ}C$의 온도범위에서 조사되어졌다. SiC/Co계에서는 850$^{\circ}C$ 이상에서, SiC/Ni계에서는 650$^{\circ}C$ 이상에서 여러 가지 규소화물이 형성된 반응이 최초로 나타났다. 코발트는 1050$^{\circ}C$, 0.5 h에서 니켈은 950$^{\circ}C$, 2h에서 SiC와 완전히 반응하여 소모되었다. SiC/Co에서는 CoSi상이 SiC/Ni에서는 Ni$_{2}$Si상이 1250$^{\circ}C$와 1050$^{\circ}C$의 반응에서까지 각각 열역학적으로 안정하게 관찰되어졌다. 탄소는 SiC/Co 반응표면에서는 1450$^{\circ}C$ 이상에서 그리고 SiC/Ni 반응표면에서는 1250$^{\circ}C$ 이상에서의 온도에서 흑연으로 결정화되었다. SiC기판과 금속박막의 임계하중이 scratch test 방법에 의하여 정성적으로 비교되어져, 850$^{\circ}C$에서 1050$^{\circ}C$의 온도범위에서 SiC/Ni couple이 20~33N의 상대적으로 높은 값을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제27권3호
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• pp.412-422
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• 1990

Porous SiC ceramics were proposed to be promising materials for high-temperature thermoelectric energy conversion. Throughthe thermoelectric property measurements and microstructure observations on the porous alpha SiC and the mixture of $\alpha$-and $\beta$-SiC, it was experimentally clarified that elimination of stacking faults and twin boundaries by grain growth is effective to increase the seebeck coefficient and increasing content of $\alpha$-SiC gives rise to lower electrical conductivity. Furthermore, the effects of additives on the thermoelectric properties of 6H-SiC ceramics were also studied. The electrical conductivity and the seebeck coefficient were measured at 35$0^{\circ}C$ to 105$0^{\circ}C$ in argon atmospehre. The thermoelectric conversion efficiency of $\alpha$-SiC ceramics was lower than that of $\beta$-SiC ceramics. The phase homogeneity would be needed to improve the seebeck coefficient and electrical conductivity decreased with increasing the content of $\alpha$-phase. In the case of B addition, XRD analysis showed that the phase transformation did not occur during sintering. On the other hand, AlN addiiton enhanced the reverse phase transformation from 6H-SiC to 4H-SiC, and this phenomenon had a great effect upon the electrical conductivity.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제53권10호
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• pp.495-499
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• 2004

Characteristics of ohmic Ni/Si/Ni contacts to n-type 4H-SiC are investigated systematically. The ohmic contacts were formed by annealing Ni/Si/Ni sputtered sequentially The annealings were performed at 950℃ using RTP in vacuum ambient and N₂ ambient, respectively. The specific contact resistivity(p/sub c/), sheet resistance(R/sub s/), contact resistance (R/sub c/) transfer length(L/sub T/) were calculated from resistance(R/sub T/) versus contact spacing(d) measurements obtained from TLM(transmission line method) structure. While the resulting measurement values of sample annealed at vacuum ambient were p/sub c/ = 3.8×10/sup -5/Ω㎠, R/sub c/ = 4.9 Ω and R/sub T/ = 9.8 Ω, those of sample annealed at N₂ ambient were p/sub c/ = 2.29×10/sup -4/Ω㎠, R/sub c/ = 12.9 Ω and R/sub T/ = 25.8 Ω. The physical properties of contacts were examined using XRD 3nd AES. The results showed that nickel silicide was formed on SiC and Ni was migrated into SiC. This result indicates that Ni/Si/Ni ohmic contact would be useful in high performance electronic devices.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.14-19
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• 1999

Hexamethyldisilane$(Si_{2}(CH_{3})_{6})$의 single precursor를 사용하여 화학기상증착법으로 $1100^{\circ}C$에서 Si 기판의에 $\beta$-SiC 막을 증착시켰다. 증착과정 중 hexamethyldisilane/$H_{2}$ gas system에 HCI gas를 도입하여 mask 재료에 의해 부분적으로 덮여져 있는 Si 기판에서 SiC 증착의 선택성을 조사하였다. Si 기판과 mask 재료에서 SiC 증착의 선택성을 증진시키기 위해 출발물질과 HCI gas의 공급 방법을 변화시켰다. 결국, HCI gas를 도입함으로서 SiC 증착의 선택성은 증진되었고 펄스 형태로의 gas 공급 방법은 선택성을 향상시키는데 효율적이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권8호
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• pp.853-858
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• 1999

To investigate the effect of H2 flow rate and TMS[Si(CH3)4] concentration on synthesizing ultrafine ${\beta}$-SiC powder by vapor phase reaction the experiment was performed at 1100$^{\circ}C$ of the reaction temperature under the condition of 200-2000 cc/min of H2 gas flow rate and 1-10% of TMS concentration respectively. The shape of ${\beta}$-SiC particles synthesized was spherical and the size of particles decreased and the distribution of particles was more uniform with increasing H2 gas flow rate. In this case Si powders were coexisted with ${\beta}$-SiC Pure and ultrafine ${\beta}$-SiC powders without Si were obtained under the condition of above 2% of TMS concentration and below 1500 cc/min of H2 gas flow rate.