| 고온 안정성 SiC Junction 플랫폼
| 문서번호 | PLA04202001 | 작성일 | 2020. 08. 24. |
| 소속 | 나노융합기술원 | 담당자 | 최경근 |
| 연락처 | 054-279-0212 | 이메일 | choikk@postech.ac.kr |
[ 공 정 규 격 서 ] |
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| 공정명 | 고온 안정성 SiC Junction 플랫폼 | 공정분류 | 소자/센서 |
| 1. 공정 목적 및 용도 | |||
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○ 공정 목적 300℃ 내성 수소 센서 표준 요소 공정 확보를 통해, SiC 기반 수소 센서 제조 공정에 사용하고자 한다. 이때 고온 안정성 SiC junction 공정을 기반으로 300℃ 이상 온도에서 장 시간 동작 가능 수소센서 상용화를 유도한다. ○ 공정 용도 SiC 기판 위에 고온 안정성 well, n+/p+ active 공정 등으로 다양하게 사용 |
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| 2. 공정 구조 및 특성 | |||
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○ 공정 구조(사진 및 모식도/구조도 등) 극한 환경에 수소센서를 적용하기 위해서는, 300℃ 이상 고온에서 active 영역과 금속 배선의 낮은 접합 저항값과 가능한 온도 증가에 따라 선형적인 일정한 값을 가져야 한다. 그리고 고온에서 장시간 동작이 가능하기 위해, 일정 온도에서 저항 증가 없는 낮은 TCR (temperature coefficient of resistor) 값과 온도 증가에 따른 hysteresis 거동을 보이지 않으며 신뢰성을 확보할 필요가 있다.  - 일반적으로 FET 기반의 수소센서 제작을 위해서는 위 그림 1과 같이 SiC 기판에 이온 주입으로 후에 활성화 공정을 통해 이온 주입된 active 영역을 제작한다. 그 후 NiSix 공정과 금속 배선 공정 최적화를 통해 active 영역과 금속 접합 사이, 오믹 접촉 및 열적으로 안정한 접합을 형성한다. ○ 다음 그림은 측정 온도 증가함에 따른 실시간 측정된 저항값 변화율(변화율 (%)= ΔR/Ro*100%))을 보여주고 있다. 일반적으로 전자소자에서는 온도가 증가함에 따라, 선형적으로 저항값이 변하거나 가능한 최소의 저항값 변화가 필요하다. 아래 그림 2에서 좌측은 측정 패턴을 보여주고 있고, 우측은 온도 증가에 따른 실시간 측정된 저항값 변화율을 보여주고 있다. 이처럼 관련 공정 최적화를 통해, 최소한 저항값 변화 조건을 찾고자 한다.  - 다음은 그림 3은 온도 100℃와 300℃ 사이 열적 충격 (heat cycle) 횟수 증가에 따른 active 영역과 금속 접합 사이 접합 저항값 변화를 보여주고 있다. 그림 3에서 좌측은 불안정 접합이 형성된 경우의 저항값 변화를 보여주고, 오른쪽은 안정된 저항값 변화를 보여주고 있다.  ○ SiC junction 제작을 위한 작업도 (Run Sheet) 및 일관 공정 순서도 : Screen 산화막 증착 → 노광 공정 : patterning 공정 → 이온 주입 → activation 공정 → 산화막 증착 → cap 박막 증착 → 노광 공정 :patterning 공정 → 산화막/cap 박막 식각 → NiSix 형성 (Ni 증착 후 RTA)→ 금속 배선막 증착 ○ 공정 특성 : SiC junction은 이온 주입 조건 및 action 공정 온도에 따라, 기판 표면 거칠기 및 열적 안정성이 결정되며, 또한 열적 안정성은 NiSix 두께 및 균일도에 의존함 |
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| 3. 공정순서 | |||
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| 4. 공정 조건 | |||
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