○ 공정 목적

SiC 재료를 이용해 FET(Field effect transistor) 기반으로 300℃ 이상에서 동작이 가능한 수소 센서를 제작하고자 할 때, 고온 극한환경에서 동작 가능한 FET 기반 SiC 기반의 센서 공정플랫폼을 구축으로 산·학·연 관련자에서 공정플랫폼을 공급하고자 함

○ 공정 용도

300℃ 내성 수소센서 표준 요소 공정 확보를 통해, SiC 기반 수소센서 공정에 공통으로 적용이 가능하고 열적으로 안정한 FET, 오믹 특성을 유지하는 제조 공정에 사용하고자 한다. 이 공정을 기반으로 300℃ 내성 FET(Field effect transistor) 형 수소센서 상용화를 유도한다.

○ 공정 구조(사진 및 모식도/구조도 등)

극한 환경에 수소센서를 적용하기 위해서는 고온 300℃ 이상에서 안정한 센서 제작 공정이 필요

○ 수소 센서 제작을 위한 작업도 (Run Sheet) 및 일관 공정 순서도

Align key 형성 (mask 1) → active 층 형성 (mask 2) → 절연층(금속 산화막) 형성→ 콘택 홀 형성(mask 3) → 오믹 콘택 공정(mask 4) → 금속 배선 (mask 5)→ 촉매 금속 형성 (mask 6)

1) 이온 주입 및 Active 층 활성화 형성 공정개발

- 이온 주입 공정 및 고온 어닐링 공정개발

· p+ active: Al (220 KeV, ~1x1015/cm2)

· n+ active: N (80 KeV, ~1x1015/cm2)

· 1,700℃, 30min 고온 어닐링

2) 고온 안정성 배선 형성 공정개발 : 오믹 콘택 (NiSix 박막)

- n+, p+ active 영역 오믹 콘택형성 조건 확보

3) FET 공정 구현

- 산화물 절연막 형성 조건 확보 : Ta2O5 박막 (고온 안정성 MIS (metal insulator semiconductor) SiC 센서 플랫폼 참조)

< (좌) I–V curves with RTA temperatures from 900 °C to 1,000 °C> <(우) Resistance ratio (R/Ro, where R is resistance at measuring temperature at Ro is resistance at room temperature) of sheet resistance of the Ni-Si/4H-SiC thin film measured after RTA from 925 °C to 1000 °C>