| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 |
19권 2호 |
| 발표분야 |
A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 |
Al2O3 박막을 이용한 특성이 향상된 AlGaN/GaN HFET 제작 |
| 초록 |
AlGaN/GaN heterojunction field effect transistor(HFET)은 높은 값의 임계 전계와, 전자 이동도 그리고 높은 2차원 전자가스(2DEG)를 가지는 물질 고유의 특성때문에 고출력, 고주파 전자소자에 유리하다. 그러나 HFET의 오믹 접촉 형성을 위한 rapid thermal annealing(RTA) 공정을 할 때, AlGaN 층이 열적 손상을 받게 되어 AlGaN 표면에 표면준위가 쉽게 형성이 된다. 이러한 표면준위는 HFET의 2차원 전자가스의 농도를 떨어뜨려서 HFET의 DC특성을 저하시키게 된다. 본 연구에서는 AlGaN 표면에 Al2O3 박막을 증착한 후 오믹접촉 형성을 위한 열처리 공정 온도에 따른 AlGaN/GaN 이종접합구조의 전기적 특성 변화를 확인하였다. Translmission line measurement(TLM) 패턴을 이용하여 비접촉저항과, 면 저항을 측정하였고, HFET 소자를 제작하여 그 특성을 확인하였다. Al2O3 박막을 증착 하지 않고 열처리를 한 HFET에서는 비접촉저항은 낮지만, 열적 손상이 발생하여 면 저항이 초기상태보다 커지고 드레인 포화전류 등의 DC특성 또한 저하되었다. 반면에, Al2O3 박막을 증착한 후 열처리를 한 HFET에서는 면 저항이 유지되면서 비접촉저항 또한 낮은 것을 확인할 수 있었다. 그러나 Al2O3 박막을 증착한 HFET 소자들 중에서도 850 ℃ 보다 높은 온도에서 열처리를 한 샘플에서는, 높은 열처리 온도 때문에 Al2O3 박막이 비정질 상태에서 결정화가 되면서, 게이트 누설전류가 크게 증가하여 트랜스 컨덕턴스 특성이 나빠졌다. 또한 Al2O3 박막과 AlGaN 박막 사이에 고정 양전하가 형성되어 문턱전압 또한 마이너스 전압으로 이동하였다. Al2O3 박막을 증착하고 850 ℃ 이하에서 열처리를 한 HFET에서는 4.42 X 10-6 [Ω-cm2] 의 낮은 비접촉저항 값과 면 저항도 초기상태로 유지되어 2차원 전자가스 농도가 떨어지지 않아서, 높은 드레인 포화전류를 얻었으며, Al2O3 박막이 비정질 상태가 유지되면서 5 X 10-11 [A/mm] 값의 매우 낮은 게이트 누설전류와 고정된 문턱전압 등의 향상된 HFET 특성을 얻을 수 있었다. |
| 저자 |
손동혁, 조영우, 강희성, 김도균, Vodapally Sindhuri, 원철호, 전상민, 이정희
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| 소속 |
경북대 |
| 키워드 |
Al2O3 박막; Al2O3 박막 결정화; 비접촉 저항; 면 저항; RTA
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