Impact of Post-Deposition Annealing on Electrical Properties of RF-Sputtered Cu2O/4H-SiC and NiO/4H-SiC PiN Diodes

Hyung‑Jin Lee; Soo‑Young Moon; Kung‑Yen Lee; Sang‑Mo Koo

doi:https://doi.org/10.1007/s13391-024-00484-1

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hyung‑Jin Lee (Kwangwoon University) Soo‑Young Moon (Kwangwoon University) Kung‑Yen Lee (National Taiwan University) Sang‑Mo Koo (Kwangwoon University)

저널정보: 대한금속·재료학회 Electronic Materials Letters Electronic Materials Letters Vol.20 No.5

발행연도: 2024.9

수록면: 537 - 547 (11page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-024-00484-1

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This study investigated the impact of the post-deposition annealing (PDA) process on the material and electrical propertiesof copper oxide (Cu 2 O) and nickel oxide (NiO) thin fi lms deposited on a silicon carbide (SiC) substrate. Through radiofrequency(RF) sputtering, these fi lms were subjected to PDA in a nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) gas environment. Remarkably,the Cu 2 O fi lms resisted phase transition following the N 2 PDA process but exhibited a transition to cupric oxide (CuO) afterundergoing the O 2 PDA process. The symmetry of Cu 2p in the as-deposited Cu 2 O fi lm was excellent; however, the phasetransformedCuO fi lms exhibited an increase in binding energy and the emergence of satellite peaks. The Ni 2p exhibitedvarious defects, such as nickel vacancies (V Ni ) and interstitial oxygen (O i ), in response to the diff erent PDA atmospheres. The rectifi cation ratios of the N 2 -annealed Cu 2 O and NiO devices were determined as 1.50 × 10 7 and 4.01 × 10 6 , respectively,signifying a substantial enhancement by a factor of approximately 789 for the Cu 2 O/SiC device and 124 for the NiO/SiCdevice relative to their non-annealed counterparts. The fi ndings of this study indicate that meticulous control of depositionfor potential p -type materials such as Cu 2 O and NiO can signifi cantly improve the performance in applications involvinghigh-throughput and low-cost electronics.

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