Wpływ procesu wygrzewania w atmosferze O₂ i N₂O na właściwości warstwy przejściowej dielektryk/półprzewodnik w kondensatorach MOS AI/SiO₂/4H-SiC

• Autorzy: Król K. , Kalisz M. , Sochacki M. , Szmidt J.

Warianty tytułu

EN

The influence of post-oxidation annealing process in O₂ and N₂O on the quality of AI/SiO₂/n-type 4H-SiC MOS interface

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. Sesja Specjalna InTechFun POIG.01.03.01-00-159/08 (11. 11-14.06. 2012 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano wpływ wygrzewania niskotemperaturowego w atmosferze O₂ i N₂O na rozkład przestrzenny azotu w warstwach dwutlenku krzemu (SiO₂) wytwarzanych metodą utleniania termicznego powierzchni podłoży z węglika krzemu typu n o polarności krzemowej - 4H-SiC (0001). Warstwy SiO₂, wytwarzano w atmosferze mokrego O₂ w temperaturze 1175°C. Po procesie utleniania wszystkie próbki zostały wygrzane w temperaturze 800°C w czasie 2 godzin lub 4 godzin w obecności różnych atmosfer gazowych (suchy N₂O lub suchy O₂), a następnie zostały wygrzane w azocie w procesie wysokotemperaturowym. Wykazano, że parametry utleniania i wygrzewania mają silny wpływ na parametry elektryczne kondensatorów MOS, co jest związane przede wszystkim ze zmianą rozkładu przestrzennego azotu w warstwie SiO2 w wyniku zastosowania różnych parametrów prowadzonych procesów termicznych. W pracy przedstawiono zależności pomiędzy parametrami prowadzonych procesów i parametrami elektrycznymi kondensatorów MOS.

EN

The effect of the n-type 4H-SiC (0001) oxidation followed by low temperature annealing in N₂O on nitrogen distribution in silicon dioxide was investigated. Specificalfy, the gate oxides were formed by oxidation in wet 0₂ at temperature of 1175°C. After oxidation process, all samples were annealed at temperature of 800°C for 2 or 4 hours using different atmospheres (dry N₂O or dry O₂) followed by high temperature annealing in nitrogen ambient. It was shown that the oxidation and annealing parameters have a strong impact on the behavior of electrical parameters of MOS capacitors using the oxides as gate dielectric what is probably an effect of nitrogen incorporation. The explanation of observed electrical properties is explained in the article.

Słowa kluczowe

PL

dwutlenek krzemu; wygrzewanie; utlenianie wysokotemperaturowe; węglik krzemu

EN

silicon oxide; post-oxidation annealing; high temperature oxidation; silicon carbide

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 9
• Strony: 22--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Król K.

autor

Kalisz M.

autor

Sochacki M.

autor

Szmidt J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Benfidila A., K. Zekentes: African Phisical Review 4, 25, 2010.
• [2] Ouisse T., N. Becourt, P. Jaussad, F. Templier: J. Appl. Phys. 75, 604, 1994.
• [3] Shenoy J. N., G. L. Chindalore, M. R. Melloch, J. A. Cooper, J. W. Palmour, X. G. Irvine: J. Electron. Mater. 24 (4), 303, 1995.
• [4] Lipkin L. A., J. W. Palmour: Journal of Electronic Materials 25 (5), 909, 1996.
• [5] Jernigan G. G., R. E. Stahlbush, N. S. Saks: Applied Physics Letters 77 (10), id. 1437, 2000.
• [6] Jamet P., S. Dimitriev, P. Tanner: J. Appl. Phys. 90, 5058, 2001.
• [7] Toby Gupta S., E. P. Gusev, H. C. Lu, Y. Li, M. L. Green, T. Gustafsson, E. Garfunkel: Prog. Surf. Sc. 59, 103, 1998.
• [8] Ellis K. A., R. A. Buhrman: Appl. Phys. Lett. 68 (12), 1696, 1996.
• [9] Chatty K., V. Khemka, T. P. Chow, R. J. Gutmann: J. Elect. Materials 28 (3), 161, 1999.
• [10] Ciobanu F.: Determination of electrically active traps at the interface of SiC-MIS capacitors. PHD thesis Hochschulschriftenserver University of Erlangen-Nuremberg, 2005.
• [11] Król K., M. Kalisz, M. Sochacki, J. Szmidt: Materials Science and Engineering: B (2012), 10.1016/j.mseb.2011.12.033.
• [12] Keiko, Fujihira, Yoichiro, Tarui, Masayuki, Izmaizumi, Ken-ichi, Ohtsuka, Tetsuya, Takami, Tatsuya, Shiramizu, Kazumasa, Kawase, Jyunji, Tanimura, Tatsuo, Ozeki: Characteristics of 4H-SiCMOS interface annealed in N2O, Solid-State Electronics, Vol. 49, pp. 896-1001, 2005.
• [13] Afanas'ev V. V., Stesmans A., Ciobanu F., Pensl G., Cheong K. Y., Dimitrijev S.: Mechanisms responsible for improvement of 4H-SiC/SiO2 interface properties by nitridation. Applied Physics Letters, Volume 82, Issue 4, id. 568, 2003.
• [14] Poggi A., Moscatelli F., Solmi S., Nipoti R.: Investigation on the Use of Nitrogen Implantation to Improve the Performance of N-Channel Enhancement 4H-SiC MOSFETs. IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 55, issue 8, pp. 2021-2028, 2008.