[논문]트렌치 구조의 소스와 드레인 구조를 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 출력특성 전산모사

정강민; 이영수; 김수진; 김동호; 김재무; 최홍구; 한철구; 김태근

doi:10.4313/jkem.2008.21.10.885

트렌치 구조의 소스와 드레인 구조를 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 출력특성 전산모사
Simulated DC Characteristics of AlGaN/GaN HEMls with Trench Shaped Source/Drain Structures 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.21 no.10, 2008년, pp.885 - 888

정강민 (고려대학교 전자전기공학과) , 이영수 (고려대학교 전자전기공학과) , 김수진 (고려대학교 전자전기공학과) , 김동호 (고려대학교 전자전기공학과) , 김재무 (고려대학교 전자전기공학과) , 최홍구 (전자부품연구원 나노바이오 의료기기 연구센터) , 한철구 (전자부품연구원 나노바이오 의료기기 연구센터) , 김태근 (고려대학교 전자전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

We present simulation results on DC characteristics of AlGaN/GaN HEMTs having trench shaped source/drain Ohmic electrodes. In order to reduce the contact resistance in the source and drain region of the conventional AlGaN/GaN HEMTs and thereby to increase their DC output power, we applied narrow-shaped-trench electrode schemes whose size varies from $0.5{\mu}m$ to $1{\mu}m$ to the standard AlGaN/GaN HEMT structure. As a result, we found that the drain current was increased by 13 % at the same gate bias condition and the transconductance (gm) was improved by 11 % for the proposed AlGaN/GaN HEMT, compared with those of the conventional AlGaN/GaN HEMTs.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 논문에서는 소스와 드레인을 트랜치 구조화를 시킴으로써 전극 쪽에 접촉저항의 감소를 도모하였다. 그리고 소스와 드레인 영역이 recess 구조된 소자와 제안된 트랜치 구조로 이루어진 소자의 DC 전류-전압 (I-V) 특성과 전달컨덕턴스 (gm)에 대한 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 비교 및 분석하였다

가설 설정

그리고 이 값들은 AlxGaN—에서 A1의 몰농도가 0.3일 때로 가정하였다.

제안 방법

도모하였다. 그리고 소스와 드레인 영역이 recess 구조된 소자와 제안된 트랜치 구조로 이루어진 소자의 DC 전류-전압 (I-V) 특성과 전달컨덕턴스 (gm)에 대한 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 비교 및 분석하였다
그림 2. 기존의 AlGaN/GaN HEMT 구조와 Trench된 소스/드레인의 - AlGaN/GaN HEMT 구조에서의 Id-Vd 특성 비교.
본 논문에서는 소스와 드레인 영역을 일반적인 recess 구조가 아닌 트랜치 형태로 된 HEMT 구조를 제안하였으며 2차원 시뮬레이션을 통해서 DC특성의 변화를 비교 및 분석하였다. 동일한 게이트 전압과 드레인 전압을 주었을 때 기존의 구조에 비해 제안된 구조에서 소스와 드레인 부분의 접촉 면적의 감소로 인해 접촉 저항이 감소하게 된다’ 따라서 동일한 드레인 전압과 게이트 전압을 가했을 때 저안된 구조에서 약 :13 % 향상된 드레인 전류값을 나타내었다.
본 시뮬레이션은 Silvaco사의 ATLAS 프로그램을 이용하여 AlGaN/GaN HEMT 소자의 구조에 따른 영향을 시뮬레이션 하였다.
여기서 Vsatn과 Vsatp는 전자와 정공의 포화 속도이며 BN과 BP는 mobility와 관련된 fitting 파라미터로 본 시뮬레이션에서는 AlGaN과 GaN 영역에서 각각 1과 2를 사용하였다. 그리고 Un。와 μ凶는 전자와 정공의 low field mobility를 나타낸다⑻.

이론/모형

AlGaN/GaN HEMT의 DC 특성 시뮬레이션을 위해 전기장에 의한 전자와 정공의 이동도를 나타낸 fidmob 모델을 사용하였다.

성능/효과

동일한 게이트 전압과 드레인 전압이 가해졌을 때 제안된 구조가 기존 구조에 비해 더 큰 드레인 전류값을 나타낸다. 게이트 전압이 0 V, 드레인 전압이 10 V 일 때 제안된 구조에서 약 13 %향상된 드레인 전류 값을 갖는 것을 알 수 있다.
동일한 게이트 전압과 드레인 전압을 주었을 때 기존의 구조에 비해 제안된 구조에서 소스와 드레인 부분의 접촉 면적의 감소로 인해 접촉 저항이 감소하게 된다’ 따라서 동일한 드레인 전압과 게이트 전압을 가했을 때 저안된 구조에서 약 :13 % 향상된 드레인 전류값을 나타내었다. 이는 drain conductance 값의 향상과 on 关sistanee의 감소를 의미한다, 또한 transconductance 값도 제안된 구조에서 은}: 11 % 증가함을 관찰할 수 있었다.

참고문헌 (13)

U. K. Mishra, P. Parikh, and Y.-F. Wu, "AlGaN/GaN HEMTs - an overview of device operation and applications," in Proceedings of IEEE, Vol. 90, No. 6, p. 1022, 2002

상세보기
Zhang N. Q., Keller S., Parish G., Heikman S., Denbaars S. P., and Mishra U. K., "High breakdown GaN HEMT with overlapping gate structure", IEEE Electron. Device. Lett., Vol. 21, No. 9, p. 421, 2000

상세보기
Wu Y. F., Saxler A., Moore M., Smith R. P., Sheppard S., Chavarkar P. M., Wisleder T., Mishra U. K., and Parikh P., "30-W/mm GaN HEMTs by field plate optimization", IEEE Electron. Device. Lett., Vol. 25, No. 3, p. 117, 2004

상세보기
S. K. Davidsson, M. Gurusinghe, T. G. Andersson, and H. Zirath, "The influence of composition and unintentional doping on the two-dimensional electron gas density in AlGaN/GaN heterostructure", Journal of Electronic Materials, Vol. 33, No. 5, p. 440, 2004

상세보기
A. F. M. Answer and Elias W. Faraclas, "AlGaN/GaN HEMTs: Experiment and simulation of DC characteristics", Solid-State Electronics, Vol. 50, p. 1051, 2006

상세보기
S. Hoshi, H. Okita, Y. Morino, and M. Itoh, "Gallium nitride high electron mobility transistor technology for high gain and highly efficient power amplifiers", Oki Technical Review, Issue 211, Vol. 74, No. 3, 2007
Cai S. J., Li R., Chen Y. L., Wong L., Wu W. G., Thomas S. G., and Wang K. L., "High performance AlGaN/GaN HEMT with improved ohmic contacts", IEEE Electronics Letters, Vol. 34, No. 23, p. 2354, 1958

상세보기
SILVACO International, "Atlas User's Manual", p. 664, 2007
E. T. Yu and M. O. Manasreh, "III-V Nitride Semiconductors: Applications & Devices", Taylor&Francs, p. 194, 2003
V. Palankovski and R. Quay, "Analysis and Simulation of Heterostructure Devices", Springer Wein NewYork, p. 150, 2004
R. Gaska, Q. Chen, J. Yang, A. Osinsky, M. Asif Khan, and M. S. Shur, "High-temperature performance of AlGaN/GaN HEMT's on SiC substrates", IEEE Electron Device Letters, Vol. 18, No. 10, p. 492, 1997

상세보기
Q. Z. Liu, L. S. Yu, F. Deng, S. S. Lau, Q. Chen, J. W. Yang, and M. A. Khan, "Study of contact formation in AlGaN/GaN heterostructures", Appl. Phys. Lett., Vol. 71, No. 12, p. 1658, 1997

상세보기
Y. Hirose, A. Honshio, T. Kawashima, M. Iwaya, and S. Kamiyama, "Influence of ohmic contact resistance on transconductance in AlGaN/GaN HEMT", IEICE Trans. Electron. Lett., Vol. 89, No. 7 p. 1064, 2006

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증