Copper Ohmic Contact on n-type SiC Semiconductor

탄화규소 반도체의 구리 오옴성 접촉

Material and electrical properties of copper-based ohmic contacts on n-type 4H-SiC were investigated for the effects of the post-annealing and the metal covering conditions. The ohmic contacts were prepared by sequential sputtering of Cu and Si layers on SiC substrate. The post-annealing treatment was performed using RTP (rapid thermal process) in vacuum and reduction ambient. The specific contact resistivity ($p_{c}$), sheet resistance ($R_{s}$), contact resistance ($R_{c}$), transfer length ($L_{T}$), were calculated from resistance (RT) versus contact spacing (d) measurements obtained from TLM (transmission line method) structure. The best result of the specific contact resistivity was obtained for the sample annealed in the reduction ambient as $p_{c}= 1.0 \times 10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$. The material properties of the copper contacts were also examined by using XRD. The results showed that copper silicide was formed on SiC as a result of intermixing Cu and Si layer.

n-형 탄화규소 반도체에 대한 구리금속을 이용하여 오옴성 접촉 구조를 제작하였다. 제작된 구리접촉에 대해 후속열처리 조건과 금속접촉 구조에 따른 재료적, 전기적 성질의 변화를 조사하였다. 금속접촉의 오옴성 성질은 금속박막의 구조 뿐 아니라 열처리조건에 대해서도 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 열처리는 급속열처리 장치를 이용한 진공상태 및 환원 분위기에서 2단계 열처리방식을 통하여 시행하였다. 접촉비저항의 측정을 위해 TLM 구조를 만들었으며 면저항 ($R_{s}$), 접합저항 ($R_{c}$), 이동거리 ($L_{T}$), 패드간거리 (d), 전체저항 ($R_{T}$) 값을 구하여 알려진 계산식에 의해 접촉비저항 ($p_{c}$) 값을 추정하였다. 진공보다 환원분위기에서 후속 열처리를 수행한 시편이 양호한 전기적 성질을 가짐을 알 수 있었다. 가장 양호한 결과는 Cu/Si/Cu 구조를 가진 금속접촉 결과이었으며 접촉비저항 ($p_{c}$)은 $1.2\times 10^{-6} \Omega \textrm{cm}^2$의 낮은 값을 얻을 수 있었다. 재료적 성질은 XRD를 이용하여 분석하였고 SiC 계면 상에 구리와 실리콘이 결합한 구리 실리사이드가 형성됨을 알 수 있었다.