4H-SiC power metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFETs) have been developed to achieve lower specific-on-resistance (Ron,sp), and the gate oxides have been thermally grown. The poor channel mobility resulting from the high interface trap density (Dit) at the SiO2/4H-SiC interface significantly affects the higher switching loss of the power device. Therefore, the development of novel fabrication processes to enhance the quality of the SiO2/4H-SiC interface is required. In this paper, NO post-oxidation annealing (POA) by using the conditions of N2 diluted NO at a high temperature (1,300℃) is proposed to reduce the high interface trap density resulting from thermal oxidation. The NO POA is carried out in various NO ambient (0, 10, 50, and 100% NO mixed with 100, 90, 50, and 0% of high purity N2 gas to achieve the optimized condition while maintaining a high temperature (1,300℃). To confirm the optimized condition of the NO POA, measuring capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V), and time-of-flight secondary-ion mass spectrometry (ToF-SIMS) are employed. It is confirmed that the POA condition of 50% NO at 1,300℃ facilitates the equilibrium state of both the oxidation and nitridation at the SiO2/4H-SiC interface, thereby reducing the Dit.
두께가 6~10 nm인 게이트 산화막의 계면에 염소(Cl)를 도입시킨 n-MOS capacitor 및 n-MOSFET을 제잘하여 물성적인 방법(SIMS, ESCA)과 전기적인 방법에 의해서 소자의 특성을 분석, 평가하였다. Last step TCA법을 이용하여 성장시킨 산화막은 No TCA법으로 성장시킨 것보다 mobility가 7% 정도 증가하였고, 결함 밀도도 감소하였다. Time-zero-dielectric-breakdown(TZDB)으로 측정한 결과, Cl를 도입한 막의 파괴 전계(breakdon field)는 18 MV/cm인데, 이것은 Cl을 도입하지 않은 것보다 약 0.6 MV/cm 정도 높은 값이다. 또한 time-dependent-dielectric-breakdown(TDDB) 결과로부터 수명이 20년 이상인 것으로 평가되었고, hot carrier 신뢰성 측정으로부터 평가한 소자의 수명도 양호한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 Cl을 계면에 도입시킨 게이트 산화막을 가진 소자가 좋은 특성을 나타내고 있으므로 Last step TCA법을 종래의 산화막 성장 방법 대신에 사용하면 MOSFET 소자의 새로운 게이트 절연막 성장법으로서 대단히 유용할 것으로 생각된다.
GC-IMS를 이용한 도토리 조전분의 향기성분에서 주성분 PC 1, PC 2, PC 3 값을 얻었으며 2차원 그래프를 통하여 확인한 결과 국내산의 경우 PC 1에서 모두 (+)값을 보였고 최소범위 0.81 이상의 양의 값을 갖는 것으로 나타났다. PC 1의 기여율은 60.5%였고, PC 2의 기여율은 22.8%, PC 3의 기여율은 6.0%이었으며 누적기여율은 89.6%로 국내산, 북한산, 중국산 모두 PC 1의 값만으로도 향기패턴 구분에 필요한 충분한 정보를 얻을 수 있었다. PC 1과 PC 2에 대한 10개의 데이터를 평균값으로 표현했을 때 PC 1에서 국내산의 경우 441.8, 북한산 184.4, 중국산 222.0으로 나타났으며 국내산과 북한산, 국내산과 중국산은 각각 유의적 차이를 보였고 (p<0.05), 북한산과 중국산에서는 유의적 차이가 없었다. PC 2에서는 국내산은 1247.4, 북한산은 681.7로, 중국산은 575.9로 나타나 국내산과 북한산, 국내산과 중국산은 각각 유의적 차이를 보였으나(p<0.05), 북한산과 중국산은 유의적 차이가 없었다. 도토리묵을 제조하여 동결 건조시킨 후 분쇄한 시료를 가지고 분석한 겔 파우더에서도 주성분 PC 1, PC 2, PC 3 값을 얻었으며 2차원 그래프를 통하여 확인한 결과 국내산의 경우 PC 1에서 모두 (-)값을 가졌고 최소범위 -0.10 이상의 값을 갖는 것으로 나타났다. PC 1의 기여율은 40.7%, PC 2의 기여율은 27.9%, PC 3의 기여율은 15.2%였으며 누적기여율은 83.8%였다. PC 1과 PC 2에 대한 10개의 데이터를 평균값으로 표현했을 때 PC 1에서 국내산의 경우 231.7, 북한산 246.5, 중국산 294.3으로 나타났으며 국내산과 중국산, 북한산과 중국산은 유의적 차이를 보였고(p<0.05), 국내산과 북한산은 유의적 차이가 없었다. PC 2에서는 국내산은 278.0, 북한산은 217.6, 중국산은 239.5로 나타나 국내산과 북한산, 국내산과 중국산에서 각각 유의적 차이를 보였다(p<0.05). 북한산과 중국산은 유의적 차이가 없었다. 이상의 결과로 GC-IMS를 이용한 도토리 조전분 및 도토리묵에 대한 겔 파우더의 원산지 판별에서 주성분 PC 1과 PC 2의 값만으로도 국내산과 수입산(중국산과 북한산)의 구별이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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