RF 스퍼터링 법으로 HgCdTe 위에 형성된 Silicon Nitride 표면보호막의 특성

Abstract

마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 HgCdTe 기판위에 증착한 SiN$_x$의 HgCdTe 표면 보호막으로서의 특성을 알아보았다. HgCdTe와 SiN$_x$의 절연특성 및 계면특성은 MIS(Metal Insulator Semiconductor) 구조를 제작 한 후 C-V(Capacitance-Voltage) 측정을 통하여 이루어졌다. 스퍼터링 파워가 100 W 이하로 낮은 경우 HgCdTe와 SiN$_x$ 계면의 flat band voltage는 $-$8 V 이상의 매우 큰 음의 값을 보여 많은 양의 고정 전하를 포함하고 있었으며 표면이 크게 반전(Inversion)되어 있었음을 관찰 할 수 있었다. 이러한 HgCdTe 시료의 Hall 효과 측정결과, 전도형이 기존의 p-형에서 비정상적인 n-형으로 천이되었음을 관찰 할 수 있었다. 한편 스퍼터링 파워가 175 W 정도에서 flat band voltage가 $-$0.5 V로 가장 작은 값을 나타내었으며 그 이상의 스퍼터링 파워에서는 다시 양의 고정전하가 증가하였으며 기판의 전도형은 그대로 p-형을 유지 하였다. 이러한 실험을 통하여 비교적 공정이 간편한 RF 스퍼터링 방법으로 HgCdTe 표면에 계면 트랩 밀도가 1.2 $\times$ 10$^{10}$ cm$^{-2}$인 양질의 SiN$_x$ 박막을 얻을 수 있었다.