Investigation of structural and electrical caracterisation of Sc2O3 dielectric layer in SiC base MOS technology

Bu tez, XRD, C-V ve G/ω-V ölçümleriile 4H-SiC altlığın üzerine elektron ışını buharlaştırma sistemi kullanılarak büyütülen skandiyum oksidin (Sc2O3) tavlama sıcaklığına bağlı yapısal ve elektriksel özelliklerine ilişkin ayrıntılı bir çalışma sunmak ve özelliklerini analiz etmektir. Kapasitörün performansını arttırmak için Sc₂O₃ ve 4H-SiC altlık arasına SiO₂ kaplandı. XRD ölçümlerinden kafes parametreleri, gerilme ve yoğunluk kaymanın artmasına rağmen tavlama sıcaklığının artmasıyla kristal boyutunun azaldığı gözlendi. Ayrıca optimum kristalizasyonile optimum tavlamasıcaklığının 800 °C olduğu da gözlenmiştir. Elektriksel ölçümlerden, daha yüksek tavlama sıcaklığının kapasitans kararlılığını arttırdığı ve ara yüzey durum yoğunluğunu düşürdüğü, bunun sonucunda düz bant voltaj ayarının yapılması gerektiği sonucuna varıldı. Seri direnç nedeniyle ölçülen kapasitans ve iletkenlik değerleri düzeltilmiş ve elektriksel özellikleri seri dirençten önemli ölçüde etkilendiği gözlenmiştir. Sonuç, elektriksel karakterizasyon sırasında hem seri direnç hem de ara yüz durumlarının dikkate alınması gerektiğini gösterdi. Tavlama sıcaklığının artmasıyla ara yüzey durum yoğunluğu azalırken etkili oksit durum yoğunluğu arttı. Sc2O3 ince filmi ile SiC altlık arasında termal olarak büyütülmüş SiO₂'nin varlığı, artan tavlama sıcaklığıyla cihazın performansını arttırdı.