• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.11
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• pp.1018-1023
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• 1997

본 연구에서는 3C-SiC의 ohmic 접합에 대하여 그 전기적 특성과 미세구조의 상관관계에 대하여 분석하였다. 표준사진식각 공정을 통하여 ohmic접합 금속으로서 Ni을 진공증착시켜 일련의 TLM패턴으로 열처리에 따르는 전류-전압 특성을 조사하였고 TEM, SEM, AES, EDS를 사용하여 Ni/SiC 계면에 대한 미세구조, 화학적 특성을 분석하였다. 열처리 온도와 시간을 통한 thermal budget이 증가함에 따라서 접촉저항이 감소되었으며 그 값은 $10^{-2}$-$10^{-4}$Ω$\textrm{cm}^2$의 범위에 속하였다. EDS와 AES를 통하여 7$50^{\circ}C$이상의 열처리 후 silicide(NiSi$_{2}$)의 주변에 carbon층이 형성되는 것을 확인하였으며, 열처리 온도가 증가함에 따라서 island형 silicide의 크기가 조밀해지며 SiC와의 접착성이 향상됨을 알 수 있었다. Ni/3C-SiC ohmic 접합의 전기적 특성은 계면에 생성되는 silicide와 carbon의 형성거동에 의하여 결정되는 것으로 믿어진다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.53 no.10
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1999.05a
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• pp.493-496
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• 1999

Ni/3C-SiC 옴믹 접합에 대한 미세구조적-접합 특성과의 상관관계를 규명하였다. 3C-SiC 웨이퍼 위에 저저항 전면 옴믹 적합층을 형성하기 위하여 Ni(t=300$\AA$)을 thermal evaporator를 사용하여 증착하고, 50$0^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$, 103$0^{\circ}C$ 온도에서 30분간(Ar 분위기) 열처리 한 후, scratch test를 실행하여 Ni/3C-SiC의 접착력 특성을 조사하였다. 여러 다른 온도에 따른 Ni/3C-SiC 층의 표면과 계면의 미세구조는 X-ray scattering 법을 사용하였다. 50$0^{\circ}C$ 에서 열처리된 Ni/3C-SiC 층은 가장 낮은 계면 평활도와 가장 높은 표면 평활도를 나타내었다. Ni/3C-SiC 접착력 분석에서 500 $^{\circ}C$ 열처리된 시편의 측정된 임계하중 값은 As-deposited 시편(12 N~ 13 N)보다 훨씬 낮은 2 N~3 N 범위의 값을 보였으나, 열처리 온도가 증가함에 따라 다시 높아지는 경향을 보였다. 미세구조 특성에서는 열처리 온도가 500 $^{\circ}C$ 이상에서는 NiSi$_2$silicides의 domain size는 결정성의 향상에 따라 증가되었다. 결정성 향상이 3C-SiC와 silicides 사이의 격자상수의 낮은 불일치를 완화시키는데 기여 하였 다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.11b
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• pp.197-200
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• 2001

In this letter, we report on the investigation of Ni/Si/Ni Ohmic contacts to n-type 4H-SiC. Ohmic contacts have been formed by a vacuum annealing and $N_2$ gas ambient annealing method at $950^{\circ}C$ for 10 min. The specific contact resistivity ( $\rho_{c}$ ), sheet resistance($R_s$), contact resistance($R_c$), transfer length($L_T$) were calculated from resistance($R_T$) versus contact spacing(d) measurements obtained from 10 TLM(transmission line method) structures. The resulting average values of vacuum annealing sample were $\rho_{c}=3.8{\times}10^{-5}\Omega cm^{3}$, $R_{c}=4.9{\Omega}$, $R_{T}=9.8{\Omega}$ and $L_{T}=15.5{\mu}m$, resulting average values of another sample were $\rho_{c}=2.29{\times}10^{-4}\Omega cm^{3}$, $R_{c}=12.9{\Omega}$ and $R_{T}=25.8{\Omega}$. The physical properties of contacts were examined using X-Ray Diffraction and Auger analysis, there was a uniform intermixing of the Si and Ni, migration of Ni into the SiC.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.11a
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• pp.197-200
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• 2001

In this letter, we report on the investigation of Ni/Si/Ni Ohmic contacts to n-type 4H-SiC. Ohmic contacts have been formed by a vacuum annealing and N$_2$ gas ambient annealing method at 950$^{\circ}C$ for 10 min. The specific contact resistivity($\rho$$\sub$c/), sheet resistance(R$\sub$S/), contact resistance(R$\sub$S/), transfer length(LT) were calculated from resistance(R$\sub$T/) versus contact spacing(d) measurements obtained from 10 TLM(transmission line method) structures. The resulting average values of vacuum annealing sample were $\rho$$\sub$c/=3.8x10$\^$-5/ Ω$\textrm{cm}^2$ , R$\sub$c/=4.9Ω, R$\sub$T/=9.8Ω and L$\sub$T/=15.5$\mu\textrm{m}$, resulting average values of another sample were $\rho$$\sub$c/=2.29x10$\^$-4/ Ω$\textrm{cm}^2$ , R$\sub$c/=12.9Ω, R$\sub$T/=25.8Ω. The Physical properties of contacts were examined using X-Ray Diffraction and Auger analysis, there was a uniform intermixing of the Si and Ni, migration of Ni into the SiC.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.266-267
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• 2011

질화갈륨(GaN)은 높은 전자이동도 및 높은 항복전계를 가지며 낮은 온저항으로 인하여 에너지효율이 우수하기 때문에 고출력 전력소자 분야에서 많은 관심을 받고 있다. GaN을 이용한 고출력 전력소자의 경우 상용화 수준에 근접할 만한 기술적 진보가 있었으나, 페르미 레벨 고정(Fermi-level pinning) 현상, 소자의 누설전류 등 아직 해결되어야 할 문제를 갖고 있다. 본 연구에서는 실리콘 기판 위에 성장된 GaN 에피탁시를 활용한 고출력 전력소자의 누설전류를 억제시키기 위해 오믹 접합 중 Au의 상호확산을 억제하는 중간층 금속(Mo or Ni)을 변화시켰으며 오믹 열처리 온도에 따른 특성을 비교 연구하였다. $Cl_2$와 $BCl_3$를 이용하여 0.6 ${\mu}m$ 깊이의 메사 구조가 활성영역을 형성하였고, Si 도핑된 n-GaN 위에 Ti/Al/Mo/Au (20/100/25/200 nm) 와 Ti/Al/Ni/Au (20/100/25/200 nm) 오믹 접합을 각각 설계, 제작하였다. 오믹 열처리시의 GaN 표면오염을 방지하기 위해 $SiO_2$ 희생층을 증착하였다. 오믹 접합 형성을 위해 각 750$^{\circ}C$, 800$^{\circ}C$, 850$^{\circ}C$에서 30초간 열처리를 진행 하였으며, 이후 6 : 1 BOE 용액으로 $SiO_2$ 희생층을 제거하였다. 750, 800, 850$^{\circ}C$에서 Ti/Al/Mo/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 2.56, 2.34, 2.22 ${\Omega}$-mm 이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 43.72, 2.64, 1.86 ${\Omega}$-mm이었다. Isolation 누설전류를 측정하기 위해서 두 개의 오믹 접합 사이에 메사 구조가 있는 테스트 구조를 제안하였다. Isolation 누설전류는 Ti/Al/Mo/Au 구조에서 두 오믹 접합 사이의 거리가 25 ${\mu}m$이고 100 V일 때 750, 800, 850 $^{\circ}C$의 열처리 온도에서 각 1.25 nA/${\mu}m$, 2.48 nA/${\mu}m$, 8.76 nA/${\mu}m$이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조에서는 각 1.58 nA/${\mu}m$, 2.13 nA/${\mu}m$, 96.36 nA/${\mu}m$이었다. 열처리 온도가 증가하며 오믹 접합 저항은 감소하였으나 isolation 누설전류는 증가하였다. 750$^{\circ}C$ 열처리에서 오믹 접합 저항은Ti/Al/Mo/Au 구조가 Ti/Al/Ni/Au 구조보다 약 17배 우수하였고, 850$^{\circ}C$ 고온의 열처리 경우 Ti/Al/Mo/Au 구조의 isolation 누설전류는 8.76 nA/${\mu}m$로 Ti/Al/Ni/Au의 누설전류 96.36 nA/${\mu}m$보다 약 11배 우수하였다. Ti/Al/Mo/Au가 Ti/Al/Ni/Au 보다 오믹 접합 저항과 isolation 누설전류 측면에서 전력용 GaN 소자에 적합함을 확인하였다.