l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

(1)

SiC MOSFET8 ý w Æ X Ø ¤V R Ë

L

|< û B ^∗ · T ç ¡r ) · T « »0 å · T Z Ì ] ï B

l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

»* å ) o · T 0 ï F¦ · £ Ó 0 ï F

l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò x 9 ( É Ó' & ñ Ð: x ½ ¨ è, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763 (2003¸ 6 Z 4 25{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

250

^◦

C_ ¦ : r \ " f 1 l x H SiC CMOSFET\ ¦ ] j # : r ¸ o\ É r NMOS, PMOS è _

: £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . è [ þ t É r s : r Å Ò{ 9 \ _ K + þ A$ í ) a p- Ä ºÓ ü t, p

⁺

, n

⁺

] X 8 ú ¤% ò % i , Mo F K5 Å q > s à Ô _

/ B N& ñ © ë H ] j& h ` ¦ ¦ 9ô Ç ¨ î & h ½ ¨ ¸, Õ ªo ¦ ] X 8 ú ¤% ò % i \ / B N: x Ü ¼ Ð 6 x ) a Ti/Ni salicide ¸b ] X 8

ú

¤ Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 . NMOS è _ : £ ¤$ í É r & ñ Si > s à Ô\ q K Z } É r > ´ òõ s 1 l x ¸, Z } É r × ¼Y U

À Ó\ ¦ Ðs ¦ e % 3 t ë ß PMOS H \ P o\ _ K : £ ¤$ í s $ ÷ &% 3 . Salicide ] X ½ + Ë É r n

⁺

] X ½ + Ë% ò % i

\

" f ± ú É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó` ¦ Ð% i t ë ß p

⁺

] X ½ + Ë% ò % i \ " f H p + þ A ¸ à Ô_ ± ú É r Ö ¸$ í o Ö ¦ Ð K Z } É r ] X 8

ú

¤ $ ½ Ó` ¦ ? /% 3 . ¢ ¸ô Ç, ¦ : r 1 l x ` ¦ 0 Aô Ç NMOS, PMOS è _ : £ ¤$ í 7 £ x ` ¦ 0 Aô Ç ¦ 9 ½ Ó` ¦ ]

jî ß % i .

PACS numbers: 73.40.Qv, 73.40.Cg

Keywords: z ´o B H s à Ô, CMOSFET, ] t o Ú ÔD ! p > s à Ô, ¦ : r

I. " e Â ] Ø

z

´o B H(Si) É r ¸Z þ t± ú í ß \ O ì r \ " f Å Ò Ð 6 x ÷ &

¦ e H ì ø Í ¸^ Ó ü t| 9 s t ë ß © @ /& h Ü ¼ Ð a % v É r \ -t -Ì s Ü

¼ Ð K ¦ : r6 x è \ 6 £ x6 x ÷ &l H & h ½ + Ë t · ú § . Si n

t _ O CMOS\ ¦ ¦ : r \ " f 1 l x r v ¸s Ý ¼ õ Û ¼ 0 Ag A 5 Å q ¸ y è > ÷ & 9 ¦ : r \ " f ë H) 3 · ú s o

# · ú ² ú / B G _ Ðf -ë H) 3 · ú ` ¦ â r v > ) a

[1]. ¢ ¸ô Ç ¦ : r \ " f µ 1 ÏÒ q t l / 'î r Y Uu -\ O ` ¦ y èr v

l 0 AK Y Us Ö ©` ¦ Æ Ò : £ ¤Z > ô Ç / B N& ñ l Õ ü t s 9 כ

¹ [2].

V ,

É r ½ × ¼-Ì s` ¦ ° ú ¦ e H z ´o B H s × ¼(SiC) H 600

^◦

C_ ¦ : r \ " f ¸ ø @$ í e > 1 l x H כ Ü ¼ Ð · ú

94 R e # Q ¦ : r6 x è Ð z ´6 x o\ © î r Ó ü t| 9 s

. Õ ª\ , ± ú ÐÕ ª ¢ ¸ H n t _ O r Ð\ & h 6 x l 0

Aô Ç SiC MOSFET\ @ /ô Ç ½ ¨ ¸ Ö ¸µ 1 Ïy ' ÷ &# Q SiC

\

¦ s 6 xô Ç NMOSFET x 9 PMOSFET_ ] j õ s \ ¦ s 6

xô Ç Ðf r Ð [3,4], s : r Å Ò{ 9 ) a n, p+ þ A Ä ºÓ ü t / B N& ñ l Õ ü t

`

¦ s 6 xô Ç CMOS ] j x 9 r Ð l Õ ü t[ þ t s Ð ¦÷ &% 3 [5, 6].

∗

E-mail: [email protected]

l

> r \ µ 1 Ï³ ð÷ &% 3 ~ SiC\ ¦ s 6 xô Ç CMOSFET[ þ t É r > s

à Ô(gate) Ó ü t| 9 Ð" f · ú À Òp ³ o u s & ñ Si` ¦ 6 x

%

i . t ë ß · ú À Òp ³ o u_ â Ä º 0 l q H& h s 660

^◦

C Ð ± ú

¦ : r1 l x \ & h ½ + Ë t · ú §Ü ¼ 9 ¢ ¸ô Ç Ê ê5 Å q / B N& ñ : r ¸ ] j ô

Ç` ¦ ~ Ã Î H . & ñ Si_ â Ä º, þ j@ / 1100

^◦

C t Ê ê5 Å q /

B

N& ñ s 0 p x t ë ß , ¦ : r \ " f è 1 l x r \ > s à Ô_

`

Ø Ôp ï r0 A # > s à Ô_ ¸i ç 0 l x ¸\ ¦ or & { 9

< ÊÃ º\ ¦ ¸] X H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ë H) 3 · ú ` ¦ ¸] X H כ s Ô

¦ 0 p x 9, z ´ : r õ ¦ : r \ @ /ô Ç ë H) 3 · ú ° ú כ[ þ t s { 9 ' a

$ í

` ¦ ° ú t 3 l w > ) a . > s à Ô ß ¼l f Ü ¼ Ð+ µ 1 Ï Ò q

t H & ñ Si > s à Ô_ / B N 9 & ³ © ` ¦ F G4 ¤ l 0 AK þ

j H z ´o B H l Õ ü t \ " f ¸ Mo(] t o Ú ÔD ! p)õ ° ú É r F K5 Å q > s

à Ô\ ¦ & h 6 x 9 H r ¸ e [7]. : £ ¤ y Mo É r 6 xÖ 6 x& h s

Z } É r ? / o$ í F K5 Å q s 9 z ´o B H í ß o} 0 A\ " f î ß & ñ ô Ç

¦ : r : £ ¤$ í ` ¦ ? /# Q SiCü < ° ú É r ¦ : r 1 l x è _ > s

à Ô F G, ¸b (ohmic) ] X 8 ú ¤ F K5 Å q Ü ¼ Ð 6 x½ + É Ã º e H Ä

»o ô Ç & h ` ¦ t m ¦ e .

: r ½ ¨\ " f H s : r Å Ò{ 9 ) a p+ þ A Ä ºÓ ü t` ¦ 6 xô Ç CMOS- FET / B N& ñ l Õ ü t` ¦ & h 6 x # Mo > s à Ô\ ¦ 6 xô Ç NMOS- FET, PMOSFET\ ¦ ] j ¦ y y _ : £ ¤$ í õ \ P & h î ß & ñ

$ í

` ¦ ì r$ 3 % i . ¢ ¸ô Ç, l > r \ n, p+ þ A ¸b ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9 ` ¦ y

y Ni, AlÜ ¼ Ð " f Ð É r F K5 Å q` ¦ 6 x ~ / B N& ñ ` ¦ @ /^

-108-

(2)

Õ

ªa Ë > 1. 9 × ¼í ß o} 0 A\ e H Mo > s à Ô\ " f

í Ðo è/ B N& ñ × æ \ µ 1 ÏÒ q t H Ô ¦| ¾ Ó% ò % i _ > h| Ä Ì ¸.

# n, p+ þ A ¸¿ º\ 1 l x{ 9 ô Ç l & ñ § > = ) a Ni/Ti ¶ ú o s

×

¼(self-aligned silicide : salicide)\ ¦ & h 6 x # / B N& ñ ` ¦ 7 á §

8 é ß í H o % i . s ü < ° ú s SiC\ Mo > s à Ôü < ¶ ú o s

× ¼ ] X ½ + Ë` ¦ è _ ] j É r % 6 £ § Ü ¼ Ð Ð ¦÷ & H כ s

.

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

N+ þ A 6H-SiC l ó ø Í0 A\ Ô æ è(B) s : r Å Ò{ 9 ) a p+ þ A Ä º Ó

ü

t` ¦ + þ A$ í # CMOSFET\ ¦ ] j % i . ¸b ] X 8 ú ¤` ¦ 0 A ô

Ç n

⁺

x 9 p

⁺

% ò % i É r | 9 è(N)õ · ú À Òp ³ o u(Al) s y y s

: r Å Ò{ 9 ÷ &% 3 ¦ 1600

^◦

C_ ¦ : r \ " f 30ì rç ß \ P % o % i

. s Ê ê 44 nm ¿ ºa _ í ß o} ` ¦ \ P & h $ í © ¦ Mo > s

à Ô\ ¦ 7 £ x Ã Ì % i . è ] j / B N& ñ _ © [ j ? /6 x É r : r

½

¨ s s p µ 1 Ï³ ð ) a ü < Ä » [8]. ¶ ú o s × ¼ ] j

É

r í ß o} ` ¦ 7 £ x Ã Ì Ê ê n

⁺

x 9 p

⁺

] X ½ + Ë Â Òì r` ¦ Û ¼ß ¼ \ O

\

_ K > h½ ¨Â Ò\ ¦ ë ß [ þ t ¦ Niõ Ti` ¦ 30 nm õ 5 nm\ ¦ 7 £ x

Ã

Ìô Ç Ê ê 950

^◦

C 4ì r | 9 è ì r0 Al \ " f \ P % o # × þ & h Ü

¼ Ð SiC ] X ½ + Ë ³ ð \ ì ø Í6 £ x ¸2 ¤ % i . s Ê ê [ j& ñ ` ¦ :

x K o½ + ËÓ ü t s + þ A$ í ÷ &t · ú § É r % ò % i _ Niõ Ti\ ¦ ] j

%

i . Õ ª Ê ê, > s à Ô ] X 8 ú ¤ % ò % i ` ¦ & ñ _ ô Ç 6 £ § 700 ¿ º a

_ Al` ¦ 7 £ x Ã Ì # F K5 Å q C ` ¦ ' ¬ I .

è ç ß _ o H × ¼ a A(guard ring) + þ AI _ G V , Û ¼ d

v s : r Å Ò{ 9 \ _ K s À Ò# Q& . s Qô Ç ¨ î & h è o

H 9 × ¼ í ß o} ` ¦ 6 x t · ú § G V , % ò % i s & ñ S X y

&

ñ _ ÷ &t · ú § H é ß & h s e Ü ¼ , 9 × ¼ í ß o} ` ¦ 6 x H

â

Ä º\ µ 1 ÏÒ q t H Mo > s à Ô _ é ß | Ã Ì` ¦ C ] j½ + É Ã º e % 3

. 7 £ ¤, ì ø Íì ø Í } (anti-reflection) ïh A` ¦ t · ú § É r F K5 Å q }

_ o èÕ ª x / B N& ñ × æ ³ ð ì ø Í \ _ K y F g} _ " é ¶ u

· ú § H % ò % i s ¸Ø ¦ ÷ & ¦, y F g} ` ¦ Û ¼ß ¼ Ð # Mo

\

g A r ¸Ø ¦ ) a % ò % i x 9 _ Mo > s à Ô s = å S # Q . ë H ]

j& h ` ¦ Õ ªa Ë > 1\ > h| Ä Ì& h Ü ¼ Ð ¸r % i .

III. ÷ m Ç] M ö+ s ÇÊ Ý õ m Í w ² o

Õ

ªa Ë > 2 H z ´ : r õ 250

^◦

C \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç G V , ; ¤ 60 µm, G V ,

U ´s 5 µm NMOSFETü < PMOSFET_ À Ó-

· ú

: £ ¤$ í ` ¦ ? /% 3 . NMOSFET_ â Ä º × ¼Y U \ 5 V, > s à Ô\ 10 V\ ¦ Ù þ ¡` ¦ M : z ´ : r \ " f 81 µA, 250

◦

C \ " f H 8¹ ¡ ¤ 7 £ x # 396 µA_ À Ó â ìØ Ô H כ s 8

£

¤& ñ ÷ &% 3 . PMOSFET_ â Ä º, × ¼Y U \ −5 V Õ ªo ¦

>

s à Ô\ −15 V\ ¦ Ù þ ¡` ¦ M : z ´ : r õ 250

^◦

C \ " f y y

0.85 µAü < 32.4 µA_ À Ó â ìØ Ô H כ Ü ¼ Ð z ¤

. s õ [ þ t É r Si è s ü < ° ú É r ¦ : r \ " f H 1 l x t

· ú § H כ \ q K SiC è ¦ : r \ " f 6 x H X < 8

&

h ½ + Ë < Ê` ¦ S X ¦ e [1].

: r ¸ 7 £ x \ É r MOSFET À Óü < ë H) 3 · ú _ o

\

¦ Õ ªa Ë > 3\ ? /% 3 . + þ A% ò % i \ " f ü @¶ ú Z O \ _ K 8 £ ¤

&

ñ ) a ë H) 3 · ú É r NMOSFET_ â Ä º z ´ : r{ 9 M : 7.8 V\

"

f 250

^◦

C{ 9 M : 5.4 V Ð y è % i ¦, PMOSFET H −17.2

Õ

ªa Ë > 2. z ´ : r õ ¦ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ) a SiC NMOSFET õ

PMOSFET_ × ¼Y U À Ó-× ¼Y U · ú : £ ¤$ í (W/L =

60/5 µm/µm).

(3)

Õ

ªa Ë > 3. ë H) 3 · ú _ : r ¸ _ > r$ í .

V \ " f −12.6 V Ð 1 l x{ 9 > y è H כ s ' a¹ 1 Ï÷ &% 3 .

Mo > s à Ô\ ¦ MOSFET_ y è â ¾ Ó É r & ñ Si

>

s à Ô\ ¦ 6 xô Ç כ \ q K o& ñ ¸ ß ¼ 9 PMOSFET _

â Ä º H Õ ª o& ñ ¸ : £ ¤ y 8 d % i .

: r ¸ 7 £ x \ ë H) 3 · ú s y è H s Ä » H d (1) Ð ³ ð & ³÷ & H [ þ t s % ò ¾ Ó` ¦ p u H כ s [9].

V

_t

= Φ

_{M S}

+ 2φ

_f

+ Q

it

C

_OX

+ Q

B

C

_OX

(1) 0 A d (1)\ " f Φ

M S

H F K5 Å q-ì ø Í ¸^ ç ß _ { 9 < ÊÃ º s , φ

f

H ` Ø Ôp ï r0 Aü < $ í ` Ø Ôp ï r0 A_ s , Õ ªo ¦ Q

it

, Q

B

, C

OX

H y y > , / B N 9 % ò % i , í ß o}

&

ñ 6 x| ¾ Ó` ¦ · p .

& ñ Si > s à Ô_ ë H) 3 · ú o H ` Ø Ôp ï r0 A

: r ¸\ _ K o < Ê\ > ï r0 A\ G 0 >f

\

_ K Q

it

o÷ & H & ñ ¸ ë H) 3 · ú o_ © Å

Ò ) a " é ¶ s ) a H ¸+ þ A` ¦ & h 6 x , Mo > s à Ô\ ¦ 6

xô Ç MOSFET É r > 8 ´ ú § Õ ª o; ¤ s 8

H כ Ü ¼ Ð « Ñ ) a [9]. s Qô Ç õ H % 6 £ § \ V © ÷ &l \ Mo F K5 Å q_ : r ¸ o\ ` Ø Ôp ï r0 A o t · ú §

& ñ Si > s à Ô\ ¦ 6 x H â Ä º\ q K ë H) 3 · ú _

o 8 ` ¦ כ Ü ¼ Ð \ V © % i ~ כ õ H ì ø Í@ / ) a .

¢

¸ô Ç n+ þ A \ x 8 £ x \ ] j ô Ç H J r ' _ ¦Å Ò C-V : £ ¤$ í

Õ

ªa Ë > 4. > ´ òõ s 1 l x ¸_ : r ¸ _ > r$ í .

Õ

ªa Ë > 5. ¶ ú o s × ¼ü < q l & ñ § > = z ´o s × ¼ ] X 8 ú ¤_ I-V : £ ¤$ í q §.

\

" f y Û ¼_ o r Û ¼(hysterisis) _ \ O ¦, z ´ : r õ ¦ : r

\

" f e ¦Ï ? @ ½ × ¼ · ú _ o _ \ O ¦ ¦ : r \ " f z ´ : r

\

q K =/ B G ) a C-V : £ ¤$ í ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e # Q í ß o} _

% ò ¾ Ó É r \ O ¦ > © { © y > r F H כ Ü ¼ Ð ó ø Í é

ß ) a .

+ þ A% ò % i \ " f ¨ î ô Ç > ´ òõ s 1 l x ¸(field effect mobliilty)_ : r ¸ _ > r$ í ` ¦ Õ ªa Ë > 4 \ ³ ð & ³ % i .

NMOSFET_ â Ä º z ´ : r{ 9 M : 19.1 cm

²

/V-s \ " f 200

^◦

C { 9

M : 36.3 cm

²

/V-s Ü ¼ Ð þ j@ / ° ú כ` ¦ · p Ê ê : r ¸ 8

¹

¡

¤ 7 £ x " f s 1 l x ¸ y è H â ¾ Ó` ¦ ? /% 3 .

:

£

¤ y , Mo > s à Ô H & ñ Si > s à Ô\ ¦ 6 xô Ç è [ þ t

\

q K Ä ºÃ ºô Ç s 1 l x ¸\ ¦ ? / ¦ e # Q · ú ¡\ " f \ V8 £ ¤

%

i 1 p w s > ´ ú §6 £ § \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ Õ ª % ò ¾ Ós t C

&

h s t · ú § ¤ . PMOSFET_ â Ä º H NMOSFET \ q K

8 ± ú É r s 1 l x ¸ ° ú כ` ¦ ? /% 3 H X < s H & ñ / B N_ s 1

l

x ¸ \ q K l M :ë H Ü ¼ Ð ~ 1 > s K ) a . ¢ ¸ô Ç Mo > s à Ô_ â Ä º & ñ Si\ q K s 1 l x ¸ ¸ s `

ë H) 3 · ú o\ " f \ V8 £ ¤ô Ç ü < ° ú s Z } É r > x 9

¸ t C & h Ü ¼ Ð 6 xô Ç M :ë H Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .

Õ

ªa Ë > 5 H ¶ ú o s × ¼ ] X ½ + Ëõ 7 £ x Ã Ì ) a Ni/Ti ~ Ã Ì} ` ¦ [ þ t

#

Q? /l (lift-off) Ð ] X 8 ú ¤ Â Òì r s ü @ Â Òì r` ¦ ] j ô Ç Ê ê \ P % o

# ] X 8 ú ¤ Â Òì r \ ë ß + þ A$ í ) a z ´o s × ¼, 7 £ ¤ q l & ñ

§ >

= z ´o s × ¼, ] X ½ + Ë` ¦ q §ô Ç I-V : £ ¤$ í õ s . N+ þ A\

Õ

ªa Ë > 6. ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó_ : r ¸_ > r$ í .

(4)

³

ð 1. p

⁺

, n

⁺

+ þ A % ò % i _ $ ½ Ó.

z

´ : r 300

^◦

C p

⁺

+ þ A $ ½ Ó 100 kΩ/ 5.6 kΩ/

n

⁺

+ þ A $ ½ Ó 801 Ω/ 442 Ω/

] X

½ + Ë ) a â Ä º À Ó- · ú : £ ¤$ í s ¶ ú o s × ¼ ] X ½ + Ë É r q l

& ñ § > = ] X ½ + Ë\ q K É r $ ½ Ó` ¦ ? / ¦ e Ü ¼ 9, p+ þ A

\

] X ½ + Ë ) a â Ä º · ú s É r M : è q + þ A& h : £ ¤$ í ` ¦

Ðs ¦ e Ü ¼ ì ø Í& h Ü ¼ Ð 8 a % ~ É r ¸b : £ ¤$ í ` ¦ ° ú ¦ e

. ¢ ¸ô Ç p+ þ A\ " f q + þ A& h ¸b ] X 8 ú ¤ \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ Õ ª a Ë

> 2_ I-V : £ ¤$ í \ H % ò ¾ Ó` ¦ p u t · ú §l M :ë H \ : r

½

¨\ " f ] jî ß ) a ¸b ] X 8 ú ¤ / B N& ñ É r p, n + þ A ] X 8 ú ¤ / B N& ñ ` ¦ 0 A K

þ j è ¿ º _ F K5 Å q / B N& ñ ` ¦ ô Ç Ü ¼ Ð é ß í H o½ + É Ã º e

H & h \ " f Ä »o . ¶ ú o s × ¼ ] X ½ + Ë É r ¢ ¸ô Ç, : r ½ ¨

\

" f ] j ) a è _ Ã º : x > & h ¾ º& h Õ ªA á Ô(cumulative plot)\ ¦ $ í ½ + É & ñ ¸ ÷ &t 3 l w % i Ü ¼ , 8 £ ¤& ñ ) a $ ½ Ó ° ú כ [

þ

t s q l & ñ § > = z ´o s × ¼ â Ä º\ q K Ð ç H{ 9

%

i . s " é ¶ É r J ` ¦ + þ A$ í ½ + É M : l > r \ 6 x ÷ &% 3 ~ [

þ

t # Q? /l / B N& ñ \ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ~ Ã Ì} \ K t H Ó ü t o & h Û

¼à ÔY UÛ ¼ \ O l M :ë H \ © @ /& h Ü ¼ Ð ç H{ 9 ô Ç $ ½ Ó ° ú כ` ¦

%

3 ` ¦ Ã º e % 3 ~ כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .

Õ

ªa Ë > 6 É r : r ¸ o\ É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó : £ ¤$ í _ o\ ¦

? / ¦ e . N+ þ A\ ] X ½ + Ë ) a ¶ ú o s × ¼ H z ´ : r õ 300

◦

C \ " f y y 5.5 × 10

⁻⁴

Ω-cm

²

õ 2.8 × 10

⁻⁴

Ω-cm

²

, p+ þ A ] X ½ + Ë_ â Ä º y y 1.8 × 10

⁻¹

Ω-cm

²

õ 7.1 × 10

⁻³

Ω-cm

²

\ ¦ ? / ¦ e . P+ þ A ] X 8 ú ¤ $ ½ Ós Z } É r s Ä » H s

: r Å Ò{ 9 ) a Al É r 1600

^◦

C_ ¦ : r \ P % o Ê ê\ ¸ Ô ¦ ½ ¨

¦ 10 % s Ð Ö ¸$ í o Ö ¦ s B Ä º ± ú ¦ [6], % 3 ! s s' s : r

o \ -t % i r B Ä º & " f(E

A

= 200 meV) z ´ : r \ " f s

: r o÷ &l # Q§ > l M :ë H \ ] X 8 ú ¤ $ ½ Óõ s : r o ) a % 3 ! s s' _

0 l x ¸, N

A⁻

_ ' a > d (2)\ " f Ð1 p w s [10], ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó

Õ

ªa Ë > 7. l ó ø Í % i · ú 7 £ x \ É r > s à Ô · ú -× ¼Y U

À Ó_ o(W/L = 40/40 µm/µm).

R

c

ß ¼> ) a .

R

_c

∼ exp



2

√

_s

m

^∗

~



 Φ

_B

q

N

_A⁻







 (2)

¢

¸ô Ç, : r ¸ 7 £ x R

_c

y è H X <, Õ ª y è & ñ

¸ H n+ þ A\ q K p+ þ A_ â Ä º 8 ß ¼ . s H s : r o \

-t @ /Â Òì r s z ´ : r \ " f ¸ s p s : r o _

s À Ò# Q n+ þ A\ q K , z ´ : r \ " f H s : r o Ö ¦ s ± ú É r

%

3 ! s s' [ þ t s : r ¸ 7 £ x " f s : r o÷ &# Q ´ ú § É r o\ ¦ Ä

» ¸ô Ç M :ë H Ü ¼ Ð [ O " î ) a .

z

´ : r \ " f_ ¶ ú o s × ¼\ _ ô Ç ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó É r n+ þ A\ " f

%

3 É r ½ ¨_ õ 10

⁻³

Ω-cm

²

\ Ä » ô Ç ° ú כ` ¦ % 3 % 3 t

ë ß , p+ þ A_ â Ä º H Al` ¦ ¸b ] X 8 ú ¤ Ü ¼ Ð 6 xô Ç â Ä º H q

5 p wô Ç ° ú כ` ¦ Ðs t ë ß ½ ¨\ " f : x © Ð ¦÷ & H þ j è u

[ þ t ∼ 10

⁻³

Ω-cm

²

\ H p u t 3 l wô Ç [12]. s H ³ ð 1 \ & ñ o ) a Kelvin bridge J Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç p, n + þ A % ò % i Ü

¼ ÐÂ Ò' 8 £ ¤& ñ ô Ç $ ½ Ó ° ú כ` ¦ ÐK 4 § Ü ¼ Ð+ s K

0 p x . 7 £ ¤, p+ þ A_ z ´ : r $ ½ Ó ° ú כ` ¦ Al s ¸i ç ) a \ x

8 £ x \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç $ ½ Óõ q § # Ð \ V © ÷ & H % 3

!

s s' 0 l x ¸ H @ /| Ä Ì 2 ∼ 6 × 10

¹⁵

/cm

³

Ð B Ä º ± ú : r

½

¨\ " f % 3 É r s : r Å Ò{ 9 ) a s : r_ Ö ¸$ í o Ö ¦ É r 1 % p ë ß

כ Ü ¼ Ð \ V8 £ ¤ ) a [11]. s % ! 3 ± ú É r s : r o Ö ¦ \ _ K

¶

ú o s × ¼ ] X ½ + Ës Õ ªa Ë > 5(b)_ ç ß _ & ñ À Ól I-V : £ ¤$ í

`

¦ ? /> ÷ & 9 ³ ð 1\ " f Ð1 p w s : r ¸ 7 £ x

$

½ Ó_ y è & ñ ¸ s : r o Ö ¦ s Z } É r n+ þ A\ q K Z 41 p x y

ß ¼ ¸2 ¤ ô Ç . " f, s : r Å Ò{ 9 Ö ¸$ í o / B N& ñ ` ¦ þ j& h

o # $ ½ Ó` ¦ 8¹ ¡ ¤ ± ú Æ Ò ¶ ú o s × ¼ ] X ½ + ËÜ ¼ ÐÂ Ò'

8 ± ú É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

¶

ú o s × ¼ ] X ½ + Ëõ p-Ä ºÓ ü t_ Ö ¸$ í o ¸ ú s À Ò# Q כ

`

¦ S X l 0 AK l ó ø Í % i · ú ` ¦ # ë H) 3 · ú ` ¦ ¸ ] X

K Ð ¤ . Õ ªa Ë > 7\ Õ ª õ \ ¦ ¸r % i H X < NMOS- FET_ â Ä º H % i · ú o\ _ K ë H) 3 · ú _ y è

Õ

ªa Ë > 8. ] X ½ + Ë_ s ¸× ¼ : £ ¤$ í .

(5)

S X

z ´y z ¤t ë ß PMOSFET_ â Ä º H Õ ª o y t

÷ &t · ú § ¤ . s õ H NMOSFET_ p-Ä ºÓ ü t 8 £ x õ p

⁺

] X

¦ e 6 £ §` ¦ r 9, PMOSFET_ â Ä º H ` Ø Ôp ï

r0 A ¦& ñ ÷ &# Q l ó ø Í % i · ú _ ´ òõ t · ú §

% i · ú \ _ ô Ç ¾ º[ O À Ó : x Ð e H כ Ü ¼ Ð Æ Ò& ñ ) a

. NMOSFET H n+ þ A \ x 8 £ x \ B` ¦ s : r Å Ò{ 9 ¦ Ö ¸

$ í

o H כ \ q K n+ þ A l ó ø Í\ f ] X G V , s + þ A$ í ÷ & H PMOSFET H s ` ç ß é ß ô Ç / B N& ñ ` ¦ 2 ; ! l rs . t ë ß Õ

ª è _ : £ ¤$ í É r é ß í Hô Ç & ñ / B N õ _ s 1 l x ¸, s : r

o \ -t _ s \ _ ô Ç כ Ð n+ þ A \ x 8 £ x s ^ / B N

&

ñ , : £ ¤ y ¦ : r \ P % o \ ¦ u " f s : r Å Ò{ 9 ) a p- Ä ºÓ ü t8 £ x

\

q K \ P o ) a : £ ¤$ í s e H כ Ü ¼ Ð Ð . s H l ó ø Í õ

PMOSFET_ p

⁺

s \ · ú - À Ó : £ ¤$ í ` ¦ Ð Õ ªa Ë >

8 õ ° ú s NMOSFET_ n

⁺

ü < p-Ä ºÓ ü t s \ " f H )

t · ú §~ ¾ º[ O À Ó 10

⁻¹⁰

∼ 10

⁻⁹

A & ñ ¸ 8 £ ¤& ñ ÷ & H

כ

Ü ¼ ÐÂ Ò' Æ Ò& ñ ô Ç כ s . s ¾ º[ O À Ó H · ú ¡\ " f [ O " î ô

Ç ´ ú § É r PMOSFET_ > \ ¦ : x K â ìØ Ô , \ x 8

£

x \ ¸i ç Ô ¦í HÓ ü t Ð 6 x ) a | 9 è ¢ ¸ H SiC ^ ¦ : r

\ P

% o M : ì r K ÷ &# Q & ñ < Ê` ¦ ? /# Q À Ó: x Ð

÷

& H כ s Æ Ò& ñ ) a . " f, PMOSFET_ ¦ : r

\ P

% o , Ê ê_ : £ ¤$ í , ¢ ¸ô Ç s : r Å Ò{ 9 ) a s : r_ ´ òõ \ ¦ H

J r ' r « Ñ\ ¦ : x K ½ ¨½ + É 9 כ ¹ e .

Mo > s à Ô\ ¦ 6 xô Ç SiC è ¦ : r \ " f_ $ í 0 p x` ¦

8 7 £ x r v l 0 Aô Ç ~ ½ Óî ß ` ¦ ¦¹ 1 ÏK Ð ¤ . : r ½ ¨_ õ

\ Ø Ô , Mo > s à Ô\ ¦ MOSFET É r Si > s à Ô\ ¦

Õ ª כ \ q K ë H) 3 · ú _ o d ¦ PMOSFET

\

x 9 ¸ H כ \ l Ù ¼ Ð, í ß o} _ | 9 ` ¦ > h

\ ¦ u t · ú § É r MOS H J r ' è \ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð þ j

&

h o÷ &% 3 Ü ¼ z ´] j & h 6 x` ¦ 0 AK " f H ¦ : r \ P % o Ê ê_ l

ó ø Í0 A\ í ß o} ` ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð þ j& h o÷ &# Q ô Ç . 8¹ ¡ ¤, PMOSFET_ s : r Å Ò{ 9 ) a ¸ à Ô[ þ t_ Ö ¸$ í o Ö ¦ s ± ú ] X

$ í

o Ö ¦` ¦ Z } s l 0 AK " f H : r ½ ¨\ " f 6 xô Ç 1600

^◦

C _ ¦ : r Ð 8 Z } É r : r ¸\ " f \ P % o # K ½ + É Ã º e

. Õ ª õ , Ö ¸$ í o Ö ¦ s Z } t ¦ ` Ø Ôp ï r0 A z ´ : r

\

" f ¸ ½ × ¼\ s > r F # ] X 8 ú ¤ $ ½ Ós × ¦ # Q[ þ t ¦,

: r ¸7 £ x \ ` Ø Ôp ï r0 A o é Hy K 4 R ë H) 3

· ú

} É r : r ¸\ " f_ \ P % o H ³ ð _ ì r K \ _ ô Ç Û ¼9 \ - g A(step-bunching) ° ú É r ë H ] j& h ` ¦ l r v Ù ¼ Ð ± ú É r : r

¸\ " f \ P % o # Ö ¸$ í o\ ¦ Z } s H ~ ½ ÓZ O s ] jî ß ÷ &# Q ô

Ç Y Us $ \ ¦ s : r Å Ò{ 9 ) a % ò % i \ ¥ ¸# º ¡ § Ü ¼ Ð+ Y Us $ y n

C_ f ¨ Ã º\ _ K í Hç ß & h Ü ¼ Ð 6 xÖ 6 x s { 9 # Q s : r[ þ t s

Ö

¸$ í o H ~ ½ ÓZ O s . s l Õ ü t` ¦ & h 6 x # : r ½ ¨ [ þ t s

SiC NMOSFET_ $ í / B N& h ] j õ \ ¦ Ð ¦ô Ç e

[8]. ¢ ¸ _ ~ ½ ÓZ O É r s : r Å Ò{ 9 / B N& ñ ` ¦ C ] j ¦ ] X

8 ú ¤ % ò % i \ Y Us $ \ ¦ ¸ à Ô\ ¦ < ÊÄ »ô Ç Û ¼\ ¦ f Ë 9Å Ò

" f Y Us $ \ _ K Û ¼\ ¦ ì r K r & í Hç ß & h Ü ¼ Ð 6 xÖ 6 x

)

a SiC l ó ø Í\ ¸i ç ÷ & ¸2 ¤ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x½ + É Ã º e .

s

l Õ ü t \ _ K Si CMOS è $ í / B N& h Ü ¼ Ð ] j ÷ &% 3 Ü

¼Ù ¼ Ð s \ ¦ SiC \ & h 6 x # ¦0 l x ¸_ p

⁺

\ ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e

Ü ¼o \ V8 £ ¤ ) a [12].

IV. + s Ç Â ] Ø

s

: r Å Ò{ 9 ) a p+ þ A Ä ºÓ ü t \ Mo > s à Ô F K5 Å q õ Ti/Ni ¶ ú o

s × ¼ \ ¦ n

⁺

x 9 p

⁺

¸b ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9 Ð : x{ 9 ô Ç 6H-SiC CMOSFET` ¦ ] j % i . ] j ) a MOSFET É r z ´ : r \

"

f Ð 250

^◦

C_ ¦ : r \ " f 8 H À Ó â ìØ Ô 9 8 £ ¤& ñ ) a

½ t Û ¼' 1 l x : £ ¤$ í ` ¦ ? /% 3 . NMOSFET_ ë H) 3

· ú

É r z ´ : r{ 9 M : 7.8 V\ " f 250

^◦

C{ 9 M : 5.4 V Ð y è

%

i ¦, PMOSFET â Ä º z ´ : r{ 9 M : −17.2 V\ " f 250

^◦

C{ 9 M

: −12.6 V Ð Õ ª y è ; ¤ s & " f > x 9 ¸ 8 Z }

É

r כ Ü ¼ Ð Æ Ò& ñ ÷ &% 3 . > ´ òõ s 1 l x ¸ H NMOSFET _

â Ä º 200

^◦

C \ " f 36.3 cm

²

/V-s_ þ j@ / ° ú כ` ¦ Ð% i ¦, PMOSFET_ â Ä º H Z } É r > x 9 ¸ Ð K z ´ : r _

° ú כs B Ä º ± ú ¤Ü ¼ 9 250

^◦

C \ " f 2.31 cm

²

/V-s_ þ j

@

/ ° ú כ` ¦ Ð% i . ¶ ú o s × ¼ ¸b ] X 8 ú ¤_ ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó ° ú כ É r n

⁺

+ þ A ] X ½ + Ë\ H Ã º 10

⁻³

Ω-cm

²

_ ° ú כ` ¦ ? / ¦ e Ü ¼ p

⁺

] X ½ + Ë\ " f H Z } É r $ ½ Ó\ _ K ] X 8 ú ¤ $ ½ Ós ¿ º Ã

º & ñ ¸ H ° ú כ` ¦ ? /% 3 . NMOSFET É r Mo > s à Ô ü

< ¶ ú o s × ¼ ] X 8 ú ¤` ¦ : x K ¦ : r : £ ¤$ í s ¾ Ó © ÷ &% 3 Ü ¼ PMOSFET É r ± ú É r s 1 l x ¸ü < Z } É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó` ¦ ? /# Q s

\ ¦ > h H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ] jî ß % i .

P c

p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H ô Ç² D G õ < ÆF é ß : £ ¤& ñ l í ½ ¨(õ ] j ñ:

R01-2000-000-00264-0) \ _ K t " é ¶ ÷ &% 3 6 £ §.

(6)

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] J. L. Prince, B. L. Draper, E. A. Rapp, J. N. Kro- nberg and L. T. Fitch, IEEE Trans. on Compo- nents, Hybrids and Manufacturing Technology 3, 571 (1980).

[2] D. B. Estreich and R. W. Dutton, Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE Transactions on 1, 157 (1982).

[3] W. Xie, J. A. Cooper, Jr. and M. R. Melloch, IEEE Electron Device Lett. 18, 455 (1994).

[4] D. B. Slater, Jr., L. A. Lipkin, G. M. Johnson, A. V.

Suvorov and J. W. Palmour, IEEE Device Research Conf. (Charlottesvile, VA, 1995), p. 100.

[5] D. B. Slater, Jr., G. M. Johnson, L. A. Lipkin, A. V.

Suvorov and J. W. Palmour, Trans. 3rd Int. High- Temperature Elec. Conf. (HiTEC), (1996), p. 162.

[6] S. H. Ryu, K. T. Kornegay, J. A. Cooper, Jr. and M.

R. Melloch, IEEE Trans. on Electron Devices 45, 45 (1998).

[7] Q. Lu, R. Lin, P. Ranade, Y. C. Yeo, X. Meng, H.

Takeuchi, T. J. King, C. Hu, H. Luan, S. Lee, W.

Bai, C. H. Lee, D. L. Kwong, X. Guo, X. Wang, and T. P. Ma, International Electron Devices Meeting (San Francisco, Calif., 2000), p. 641.

[8] J. S. Choi, J. H. Song, C. W. Oh, J. B. Lee, K. H.

Kim, Y. S. Kim, K. H. Park and H. G. Lee, Sae mulli (New Phys.) 46, 88 (2003).

[9] W. S. Lee, C. W. Oh, J. S. Choi, D. H. Shin, H. G.

Lee, K. H. Park and Y. S. Kim, J. Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers, 15, 559 (2002).

[10] S. M Sze, Physics of Semiconductor Devices 2nd Ed.

(John Willy & Sons, New York, 1981), Chap. 5.

[11] J. Crofton, P. A. Barnes, J. R. Williams and J. A.

Edmond, Appl. Phys. Lett. 62, 384 (1993).

[12] P. G. Carey, K. H. Weiner and T. W. Sigmon, IEEE

Trans. Electron. Dev. 35, 2429 (1998).

(7)

High-Temperature Characteristics of SiC MOSFETs

Jae S. Choi,

^∗

Jang H. Lee, Bu H. Lee and Gun W. Lee School of Electrical and Computer Engineering, Chungbuk National University, Cheongju 361-763

Yeong S. Kim, Hyung G. Lee and Keun H. Park School of Electrical and Computer Engineering and Research

Institute for Computer and Information Communication, Chungbuk National University, Cheongju 361-763

(Received 25 Jun 2003)

We have fabricated SiC CMOSFETs operating at 250

^◦

C and have characterized the temperature- dependent performances of NMOS, and PMOS devices. The devices were composed of an ion- implanted p-well and p

⁺

, n

⁺

contacts, a planar device structure to avoid the Mo metal gate process, and Ti/Ni salicide ohmic contacts. The NMOS devices gates exhibited higher field-effect mobili- ties and higher drain currents compared to those with poly-Si gates, whereas the PMOS devices displayed inferior performances due to degradation. Salicide contacts on n

⁺

contacts showed low contact resistance, but those on p

⁺

contacts showed high resistance due to the low activation rate of the dopants. In addition, we examined factors for improving the characteristics of NMOS and PMOS devices at high temperature.

PACS numbers: 73.40.Qv, 73.40.Cg

Keywords: SiC, CMOSFET, Mo gate, High temperature

∗

E-mail: [email protected]

l  (  É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

SiC MOSFET8 ý w  Æ X Ø ¤V R Ë

L

|<  û B ∗ · T  ç ¡r ) · T « »0 å  · T Z Ì ] ï B

 

l    (  É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø  æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763



»* å ) o  · T 0 ï F¦  ·   £ Ó 0 ï F

 

l    (  É Ó' / B N < ÆÂ Ò x 9 (  É Ó' & ñ  Ð:  x    ½ ¨ è, Ø  æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763 (2003¸  6 Z 4 25{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

250

C_   ¦ : r \ " f 1 l x     H SiC CMOSFET\  ¦ ] j   #   : r  ¸   o\    É r NMOS, PMOS  è  _

 : £ ¤$ í `  ¦  ¸  % i  .  è [ þ t É r s  : r Å Ò{ 9 \  _ K  + þ A$ í  ) a p- Ä ºÓ ü t, p

, n

] X 8 ú ¤% ò % i , Mo F K5 Å q > s à Ô _

 / B N& ñ  ©  ë  H ] j& h `  ¦  ¦ 9ô  Ç ¨ î   & h ½ ¨ ¸, Õ ªo  ¦ ] X 8 ú ¤% ò % i \  / B N:  x Ü ¼ Ð  6 x ) a Ti/Ni salicide  ¸b  ] X  8

ú

¤ Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3  . NMOS  è _  : £ ¤$ í  É r   & ñ Si > s à Ô\  q K  Z  } É r   > ´ òõ s 1 l x  ¸, Z  } É r × ¼Y U



   À Ó\  ¦  Ðs  ¦ e  % 3 t ë ß  PMOS  H \ P  o\  _ K  : £ ¤$ í s  $  ÷ &% 3  . Salicide ] X ½ + Ë É r n

] X ½ + Ë% ò % i

\

" f ± ú  É r ] X 8 ú ¤ $  ½ Ó`  ¦  Ð% i t ë ß  p

] X ½ + Ë% ò % i \ " f  H p + þ A  ¸  à Ô_  ± ú  É r  Ö ¸$ í o Ö  ¦  Ð   K  Z  } É r ] X  8

ú

¤ $  ½ Ó`  ¦  ? /% 3  . ¢ ¸ô  Ç,  ¦ : r 1 l x  `  ¦ 0 Aô  Ç NMOS, PMOS  è _  : £ ¤$ í 7 £ x  `  ¦ 0 Aô  Ç  ¦ 9   ½ Ó`  ¦ ]

jî ß  % i  .

PACS numbers: 73.40.Qv, 73.40.Cg

Keywords: z ´o  B H  s à Ô, CMOSFET, ]  t o Ú ÔD ! p > s à Ô,  ¦ : r

I. " e Â ] Ø

z

´o  B H(Si) É r  ¸Z þ t± ú      í ß \ O ì  r  \ " f Å Ò Ð  6 x ÷ &



¦ e    H ì ø Í ¸^  Ó ü t| 9 s t ë ß   © @ /& h Ü ¼ Ð a % v É r \  -t -Ì  s Ü

¼ Ð   K   ¦ : r6 x  è \  6 £ x6 x ÷ &l   H & h ½ + Ë t  · ú § . Si n

t _ O  CMOS\  ¦  ¦ : r \ " f 1 l x  r v    ¸s Ý ¼   õ  Û ¼ 0 Ag A 5 Å q  ¸ y   è >  ÷ & 9  ¦ : r \ " f ë  H) 3   · ú s    o

#    · ú    ² ú  / B G  _   Ðf  -ë  H) 3   · ú `  ¦    â r v >   ) a

 [1]. ¢ ¸ô  Ç  ¦ : r \ " f µ 1 ÏÒ q t l  / 'î  r Y Uu -\ O `  ¦ y   èr  v

l  0 AK  Y Us  Ö  ©`  ¦ Æ Ò    : £ ¤Z > ô  Ç / B N& ñ l Õ ü t s   9  כ

¹   [2].

V ,

 É r  ½ × ¼-Ì  s`  ¦ ° ú  ¦ e    H z ´o  B H  s × ¼(SiC)  H 600

C_   ¦ : r \ " f ¸   ø @$ í e  >  1 l x     H  כ Ü ¼ Ð · ú 



94 R e  # Q  ¦ : r6 x  è  Ð z ´6 x o\   ©   î  r Ó ü t| 9 s 

. Õ ª\    ,  ± ú  ÐÕ ª ¢ ¸  H n t _ O  r Ð\  & h 6 x l  0

Aô  Ç SiC MOSFET\  @ /ô  Ç   ½ ¨ ¸  Ö ¸µ 1 Ïy    '  ÷ &# Q SiC

\

 ¦ s 6 xô  Ç NMOSFET x 9 PMOSFET_  ] j  õ  s \  ¦ s  6

xô  Ç  Ðf  r Ð [3,4], s  : r Å Ò{ 9  ) a n, p+ þ A Ä ºÓ ü t / B N& ñ l Õ ü t

`

 ¦ s 6 xô  Ç CMOS ] j   x 9 r Ð l Õ ü t[ þ t s   Ð ¦÷ &% 3   [5, 6].

E-mail: [email protected]

l

 > r \  µ 1 Ï³ ð÷ &% 3 ~  SiC\  ¦ s 6 xô  Ç CMOSFET[ þ t É r >  s

à Ô(gate) Ó ü t| 9  Ð" f · ú À Òp ³ o u s     & ñ Si`  ¦  6 x 

%

i  . t ë ß  · ú À Òp ³ o u_   â Ä º 0 l q  H& h s  660

C  Ð ± ú  



¦ : r1 l x  \  & h ½ + Ë t  · ú §Ü ¼ 9 ¢ ¸ô  Ç Ê ê5 Å q / B N& ñ  : r  ¸ ] j ô 

Ç`  ¦ ~ Ã Î  H .   & ñ Si_   â Ä º, þ j@ / 1100

C  t  Ê ê5 Å q /

B

N& ñ s  0 p x t ë ß ,  ¦ : r \ " f  è  1 l x   r \  > s à Ô_ 

`

Ø Ôp  ï  r0 A   #  > s à Ô_   ¸i ç 0 l x  ¸\  ¦   or &  { 9

 < ÊÃ º\  ¦  ¸] X    H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ë  H) 3   · ú `  ¦  ¸] X    H  כ s  Ô

 ¦ 0 p x  9, z ´ : r õ   ¦ : r \  @ /ô  Ç ë  H) 3   · ú  ° ú כ[ þ t s  { 9  ' a

$ í

`  ¦ ° ú t  3 l w >   ) a . > s à Ô ß ¼l     f  Ü ¼ Ð+  µ 1 Ï Ò q

t   H   & ñ Si > s à Ô_  / B N 9  & ³ © `  ¦ F G4  ¤ l  0 AK  þ

j  H z ´o  B H l Õ ü t \ " f ¸ Mo(]  t o Ú ÔD ! p)õ  ° ú  É r F K5 Å q >  s

à Ô\  ¦ & h 6 x  9  H r  ¸ e    [7]. : £ ¤ y  Mo É r 6 xÖ 6 x& h  s

 Z  } É r ? / o$ í F K5 Å q s  9 z ´o  B H í ß  o}   0 A\ " f î ß & ñ ô  Ç



¦ : r : £ ¤$ í `  ¦  ? /# Q SiCü < ° ú  É r  ¦ : r 1 l x    è _  >  s

à Ô   F G,  ¸b  (ohmic) ] X 8 ú ¤ F K5 Å q Ü ¼ Ð  6 x½ + É Ã º e    H Ä

»o ô  Ç & h `  ¦ t m  ¦ e   .



l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

SiC MOSFET8 ý w Æ X Ø ¤V R Ë

|< û B ^∗ · T ç ¡r ) · T « »0 å · T Z Ì ] ï B

l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

»* å ) o · T 0 ï F¦ · £ Ó 0 ï F

l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò x 9 ( É Ó' & ñ Ð: x ½ ¨ è, Ø æ· ¡ ¤ @ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763 (2003¸ 6 Z 4 25{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

C_ ¦ : r \ " f 1 l x H SiC CMOSFET\ ¦ ] j # : r ¸ o\ É r NMOS, PMOS è _

: £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . è [ þ t É r s : r Å Ò{ 9 \ _ K + þ A$ í ) a p- Ä ºÓ ü t, p

] X 8 ú ¤% ò % i , Mo F K5 Å q > s à Ô _

/ B N& ñ © ë H ] j& h ` ¦ ¦ 9ô Ç ¨ î & h ½ ¨ ¸, Õ ªo ¦ ] X 8 ú ¤% ò % i \ / B N: x Ü ¼ Ð 6 x ) a Ti/Ni salicide ¸b ] X 8

¤ Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 . NMOS è _ : £ ¤$ í É r & ñ Si > s à Ô\ q K Z } É r > ´ òõ s 1 l x ¸, Z } É r × ¼Y U

À Ó\ ¦ Ðs ¦ e % 3 t ë ß PMOS H \ P o\ _ K : £ ¤$ í s $ ÷ &% 3 . Salicide ] X ½ + Ë É r n

] X ½ + Ë% ò % i

" f ± ú É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó` ¦ Ð% i t ë ß p

] X ½ + Ë% ò % i \ " f H p + þ A ¸ à Ô_ ± ú É r Ö ¸$ í o Ö ¦ Ð K Z } É r ] X 8

¤ $ ½ Ó` ¦ ? /% 3 . ¢ ¸ô Ç, ¦ : r 1 l x ` ¦ 0 Aô Ç NMOS, PMOS è _ : £ ¤$ í 7 £ x ` ¦ 0 Aô Ç ¦ 9 ½ Ó` ¦ ]

jî ß % i .

Keywords: z ´o B H s à Ô, CMOSFET, ] t o Ú ÔD ! p > s à Ô, ¦ : r

´o B H(Si) É r ¸Z þ t± ú í ß \ O ì r \ " f Å Ò Ð 6 x ÷ &

¦ e H ì ø Í ¸^ Ó ü t| 9 s t ë ß © @ /& h Ü ¼ Ð a % v É r \ -t -Ì s Ü

¼ Ð K ¦ : r6 x è \ 6 £ x6 x ÷ &l H & h ½ + Ë t · ú § . Si n

t _ O CMOS\ ¦ ¦ : r \ " f 1 l x r v ¸s Ý ¼ õ Û ¼ 0 Ag A 5 Å q ¸ y è > ÷ & 9 ¦ : r \ " f ë H) 3 · ú s o

# · ú ² ú / B G _ Ðf -ë H) 3 · ú ` ¦ â r v > ) a

[1]. ¢ ¸ô Ç ¦ : r \ " f µ 1 ÏÒ q t l / 'î r Y Uu -\ O ` ¦ y èr v

l 0 AK Y Us Ö ©` ¦ Æ Ò : £ ¤Z > ô Ç / B N& ñ l Õ ü t s 9 כ

¹ [2].

É r ½ × ¼-Ì s` ¦ ° ú ¦ e H z ´o B H s × ¼(SiC) H 600

C_ ¦ : r \ " f ¸ ø @$ í e > 1 l x H כ Ü ¼ Ð · ú

94 R e # Q ¦ : r6 x è Ð z ´6 x o\ © î r Ó ü t| 9 s

. Õ ª\ , ± ú ÐÕ ª ¢ ¸ H n t _ O r Ð\ & h 6 x l 0

Aô Ç SiC MOSFET\ @ /ô Ç ½ ¨ ¸ Ö ¸µ 1 Ïy ' ÷ &# Q SiC

¦ s 6 xô Ç NMOSFET x 9 PMOSFET_ ] j õ s \ ¦ s 6

xô Ç Ðf r Ð [3,4], s : r Å Ò{ 9 ) a n, p+ þ A Ä ºÓ ü t / B N& ñ l Õ ü t

¦ s 6 xô Ç CMOS ] j x 9 r Ð l Õ ü t[ þ t s Ð ¦÷ &% 3 [5, 6].

> r \ µ 1 Ï³ ð÷ &% 3 ~ SiC\ ¦ s 6 xô Ç CMOSFET[ þ t É r > s

à Ô(gate) Ó ü t| 9 Ð" f · ú À Òp ³ o u s & ñ Si` ¦ 6 x

i . t ë ß · ú À Òp ³ o u_ â Ä º 0 l q H& h s 660

C Ð ± ú

¦ : r1 l x \ & h ½ + Ë t · ú §Ü ¼ 9 ¢ ¸ô Ç Ê ê5 Å q / B N& ñ : r ¸ ] j ô

Ç` ¦ ~ Ã Î H . & ñ Si_ â Ä º, þ j@ / 1100

C t Ê ê5 Å q /

N& ñ s 0 p x t ë ß , ¦ : r \ " f è 1 l x r \ > s à Ô_

Ø Ôp ï r0 A # > s à Ô_ ¸i ç 0 l x ¸\ ¦ or & { 9

< ÊÃ º\ ¦ ¸] X H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ë H) 3 · ú ` ¦ ¸] X H כ s Ô

¦ 0 p x 9, z ´ : r õ ¦ : r \ @ /ô Ç ë H) 3 · ú ° ú כ[ þ t s { 9 ' a

` ¦ ° ú t 3 l w > ) a . > s à Ô ß ¼l f Ü ¼ Ð+ µ 1 Ï Ò q

t H & ñ Si > s à Ô_ / B N 9 & ³ © ` ¦ F G4 ¤ l 0 AK þ

j H z ´o B H l Õ ü t \ " f ¸ Mo(] t o Ú ÔD ! p)õ ° ú É r F K5 Å q > s

à Ô\ ¦ & h 6 x 9 H r ¸ e [7]. : £ ¤ y Mo É r 6 xÖ 6 x& h s

Z } É r ? / o$ í F K5 Å q s 9 z ´o B H í ß o} 0 A\ " f î ß & ñ ô Ç

¦ : r : £ ¤$ í ` ¦ ? /# Q SiCü < ° ú É r ¦ : r 1 l x è _ > s

à Ô F G, ¸b (ohmic) ] X 8 ú ¤ F K5 Å q Ü ¼ Ð 6 x½ + É Ã º e H Ä

»o ô Ç & h ` ¦ t m ¦ e .

: r ½ ¨\ " f H s : r Å Ò{ 9 ) a p+ þ A Ä ºÓ ü t` ¦ 6 xô Ç CMOS- FET / B N& ñ l Õ ü t` ¦ & h 6 x # Mo > s à Ô\ ¦ 6 xô Ç NMOS- FET, PMOSFET\ ¦ ] j ¦ y y _ : £ ¤$ í õ \ P & h î ß & ñ

` ¦ ì r$ 3 % i . ¢ ¸ô Ç, l > r \ n, p+ þ A ¸b ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9 ` ¦ y

y Ni, AlÜ ¼ Ð " f Ð É r F K5 Å q` ¦ 6 x ~ / B N& ñ ` ¦ @ /^

ªa Ë > 1. 9 × ¼í ß o} 0 A\ e H Mo > s à Ô\ " f

í Ðo è/ B N& ñ × æ \ µ 1 ÏÒ q t H Ô ¦| ¾ Ó% ò % i _ > h| Ä Ì ¸.

# n, p+ þ A ¸¿ º\ 1 l x{ 9 ô Ç l & ñ § > = ) a Ni/Ti ¶ ú o s

¼(self-aligned silicide : salicide)\ ¦ & h 6 x # / B N& ñ ` ¦ 7 á §

8 é ß í H o % i . s ü < ° ú s SiC\ Mo > s à Ôü < ¶ ú o s

× ¼ ] X ½ + Ë` ¦ è _ ] j É r % 6 £ § Ü ¼ Ð Ð ¦÷ & H כ s

.

N+ þ A 6H-SiC l ó ø Í0 A\ Ô æ è(B) s : r Å Ò{ 9 ) a p+ þ A Ä º Ó

t` ¦ + þ A$ í # CMOSFET\ ¦ ] j % i . ¸b ] X 8 ú ¤` ¦ 0 A ô

% ò % i É r | 9 è(N)õ · ú À Òp ³ o u(Al) s y y s

: r Å Ò{ 9 ÷ &% 3 ¦ 1600

C_ ¦ : r \ " f 30ì rç ß \ P % o % i

. s Ê ê 44 nm ¿ ºa _ í ß o} ` ¦ \ P & h $ í © ¦ Mo > s

à Ô\ ¦ 7 £ x Ã Ì % i . è ] j / B N& ñ _ © [ j ? /6 x É r : r

¨ s s p µ 1 Ï³ ð ) a ü < Ä » [8]. ¶ ú o s × ¼ ] j

É

r í ß o} ` ¦ 7 £ x Ã Ì Ê ê n

] X ½ + Ë Â Òì r` ¦ Û ¼ß ¼ \ O

_ K > h½ ¨Â Ò\ ¦ ë ß [ þ t ¦ Niõ Ti` ¦ 30 nm õ 5 nm\ ¦ 7 £ x

Ã

Ìô Ç Ê ê 950

C 4ì r | 9 è ì r0 Al \ " f \ P % o # × þ & h Ü

¼ Ð SiC ] X ½ + Ë ³ ð \ ì ø Í6 £ x ¸2 ¤ % i . s Ê ê [ j& ñ ` ¦ :

x K o½ + ËÓ ü t s + þ A$ í ÷ &t · ú § É r % ò % i _ Niõ Ti\ ¦ ] j