Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究

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Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究

钟志亲, 孙子茭, 葛微微, 郑禄达, 王姝娅, 戴丽萍, 张国俊

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钟志亲, 孙子茭, 葛微微, 郑禄达, 王姝娅, 戴丽萍, 张国俊. Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

引用本文:

钟志亲, 孙子茭, 葛微微, 郑禄达, 王姝娅, 戴丽萍, 张国俊. Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

ZHONG Zhi-qin, SUN Zi-jiao, GE Wei-wei, ZHENG Lu-da, WANG Shu-ya, DAI Li-ping, ZHANG Guo-jun. Effect of Ar Annealing Temperature on the Densification of SiO2 Film Grown by Thermal Oxidation on 4H-SiC[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

Citation:

ZHONG Zhi-qin, SUN Zi-jiao, GE Wei-wei, ZHENG Lu-da, WANG Shu-ya, DAI Li-ping, ZHANG Guo-jun. Effect of Ar Annealing Temperature on the Densification of SiO₂ Film Grown by Thermal Oxidation on 4H-SiC[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

1.
电子科技大学微电子与固体电子学院成都 610054

基金项目:

国家自然科学基金(611760698); 中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2011J031)

作者简介:
钟志亲(1979-),女,博士,主要从事SiC材料和器件方面的研究.

中图分类号: TN386.1

Effect of Ar Annealing Temperature on the Densification of SiO₂ Film Grown by Thermal Oxidation on 4H-SiC

1.
School of Microelectronic and Solid-State Electronics,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054

摘要: 在Ar气气氛下对热氧化n型4H-SiC生长的SiO2薄膜进行了1100 ℃以下不同温度的退火, 采用反射式椭圆偏振光谱、红外透射光谱研究了退火温度对SiO2薄膜致密性的影响. 椭偏测试的结果表明, 600 ℃退火后样品具有最大的折射率1.47和最小的厚度84.63 nm. 红外研究的结果显示, 600 ℃退火后LO峰强度最强, 认为是对应Si-O结构单元浓度最高. Al/SiO2/SiCMOS结构SiO2的漏电特性研究表明, 600 ℃退火后的SiO2薄膜漏电流相比于其他温度退火的氧化层漏电流小了两个数量级. 在外加反向偏压5V时, 漏电流密度仅仅只有5×10-8 A/cm2.600 ℃退火能显著地改善热氧化层SiO2的致密性.
- 4H-SiC /
- 退火温度 /
- 致密性 /
- SiO2
Abstract: The effect of different temperature (below 1100℃) post-oxidation annealing in Ar atmosphere (Ar POA) on the densification of thermally grown SiO2 film on n-type 4H-SiC has been studied by reflective spectroscopic ellipsometry (SE) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The spectroscopic ellipsometry studies show that the 600℃ annealed SiO2 film has the highest refractive index of 1.47 and the lowest thickness of 84.63 nm in all samples. It is obtained from FTIR that 600℃ annealed sample has the highest LO phonon intensity, which may be attributed to the highest concentration of Si-O bonds. The leakage current-voltage measurement of Al/SiO2/SiC MOS capacitor was also performed. The leakage current is decreased by two orders of magnitude of the SiO2 thin film after annealing at 600℃. When a reverse bias voltage of 5V is applied, the reverse leakage current density is only 5×10-8 A/cm2. According to all studies, we conclude that annealing at 600℃ can greatly improve the compactness of thermally oxidized SiO2.
- 4H-SiC /
- annealing temperature /
- densification /
- SiO2

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Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

1. 电子科技大学微电子与固体电子学院成都 610054

基金项目:

国家自然科学基金(611760698); 中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2011J031)

作者简介:
钟志亲(1979-),女,博士,主要从事SiC材料和器件方面的研究.

收稿日期: 2013-01-19
修回日期: 2013-06-19
刊出日期: 2014-04-15

中图分类号: TN386.1

关键词:

4H-SiC /
退火温度 /
致密性 /
SiO2

摘要: 在Ar气气氛下对热氧化n型4H-SiC生长的SiO2薄膜进行了1100 ℃以下不同温度的退火, 采用反射式椭圆偏振光谱、红外透射光谱研究了退火温度对SiO2薄膜致密性的影响. 椭偏测试的结果表明, 600 ℃退火后样品具有最大的折射率1.47和最小的厚度84.63 nm. 红外研究的结果显示, 600 ℃退火后LO峰强度最强, 认为是对应Si-O结构单元浓度最高. Al/SiO2/SiCMOS结构SiO2的漏电特性研究表明, 600 ℃退火后的SiO2薄膜漏电流相比于其他温度退火的氧化层漏电流小了两个数量级. 在外加反向偏压5V时, 漏电流密度仅仅只有5×10-8 A/cm2.600 ℃退火能显著地改善热氧化层SiO2的致密性.

English Abstract

钟志亲, 孙子茭, 葛微微, 郑禄达, 王姝娅, 戴丽萍, 张国俊. Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

引用本文:

钟志亲, 孙子茭, 葛微微, 郑禄达, 王姝娅, 戴丽萍, 张国俊. Ar气退火温度对4H-SiC热氧化层致密性影响研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

ZHONG Zhi-qin, SUN Zi-jiao, GE Wei-wei, ZHENG Lu-da, WANG Shu-ya, DAI Li-ping, ZHANG Guo-jun. Effect of Ar Annealing Temperature on the Densification of SiO2 Film Grown by Thermal Oxidation on 4H-SiC[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

Citation:

ZHONG Zhi-qin, SUN Zi-jiao, GE Wei-wei, ZHENG Lu-da, WANG Shu-ya, DAI Li-ping, ZHANG Guo-jun. Effect of Ar Annealing Temperature on the Densification of SiO₂ Film Grown by Thermal Oxidation on 4H-SiC[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(2): 292-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.026

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