$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

계단형 게이트 구조를 이용한 AlGN/GaN HEMT의 전류-전압특성 분석
Analysis of Current-Voltage characteristics of AlGaN/GaN HEMTs with a Stair-Type Gate structure 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.47 no.6=no.396, 2010년, pp.1 - 6  

김동호 (고려대학교 전자전기 공학과) ,  정강민 (고려대학교 전자전기공학과) ,  김태근 (고려대학교 전자전기공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 고출력 고이득 특성을 갖는 고전자이동도 트랜지스터 (high-electron mobility transistor, HEMT)를 구현하기 위하여 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 제안하였고, 소자의 DC 특성의 향상 가능성을 확인하기 위하여 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT 및 field-plate 구조의 게이트 전극을 갖는 HEMT 소자와의 특성을 비교 분석하였다. 상용 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 제안한 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT는 드레인 전압의 인가 시, 소자의 내부에서 발생하는 전계가 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT에 비해 약 70% 정도 감소하는 특성을 갖는 것을 확인하였고, 전달이득 (transconductance, $g_m$) 특성 역시 단일 게이트 전극구조의 HEMT나 field-plate 구조를 삽입한 HEMT에 비해 약 11.4% 정도 향상된 우수한 DC 특성을 갖는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We present simulation results on DC characteristics of AlGaN/GaN HEMT having stair-type gate electrodes, in comparison with those of the conventional single gate AlGaN/GaN HEMTs and field-plate enhanced AlGaN/GaN HEMTs. In order to reduce the internal electric field near the gate electrode of conven...

주제어

#Gallium-Nitride (GaN)   #high-electron mobility transistors (HEMTs)   #electric-field distribution   #DC characteristics  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 본 연구를 위해 적용한 질화물 반도체의 물리 모델들은 AlGaN/GaN 이종접합층 내에서 발생되는 이 차원 전자가스층 (2-dimensional electron gas, 2 DEG) 내에서캐리어가 전계에 의해 받는 영향에 대해 물리적인 분석을 가능케 해주며, 또한 낮은 세기의 전계에서 높은 세기의 전계의 영향을 받는 상황에 대해 유연한 수치적인 분석을 가능케 해준다. AlGaN/GaN HEeMT의 전기적 특성에 대한원활한 분석을 위해 AIGaN 장벽층과 소스 전극/드레인 전극간의 접촉을 완벽한 오믹 접촉으로 가정하였고, 게이트 전극의 쇼트키 장벽 (働)은 아래의 수식 (3)을 이용하여 L5 V로 계산하였으며, AlGaN/GaN HEMT의 2 DEG를 발생시키는 요인인 piezo-ela:tric polarization과 spontaneous polarization 을 고려하여 면전자농도 (sheet charge density, 厲를 lxlO13 cm「3로 가정하였다 .

가설 설정

  • 가능케 해준다. AlGaN/GaN HEeMT의 전기적 특성에 대한원활한 분석을 위해 AIGaN 장벽층과 소스 전극/드레인 전극간의 접촉을 완벽한 오믹 접촉으로 가정하였고, 게이트 전극의 쇼트키 장벽 (働)은 아래의 수식 (3)을 이용하여 L5 V로 계산하였으며, AlGaN/GaN HEMT의 2 DEG를 발생시키는 요인인 piezo-ela:tric polarization과 spontaneous polarization 을 고려하여 면전자농도 (sheet charge density, 厲를 lxlO13 cm「3로 가정하였다 .
  • 본 연구에서는 게이트 전극의 형태에 따른 HEMT의 DC 특성에 대한 시뮬레이션을 수행하기 위하여 게이트 전극 구조를 제외한 기타 구조들은 모두 동일한 조건 하에서 실험을 수행하였다, 시뮬레이션에 사용된 HEMT의 구조는 그림 1에 나타낸 바와 같이 사파이어 기판상에 2 网의 두께를 갖는 iinintentionally-doped (UID) GaN층과 25 nm 의 undoped Alo/JaojN 장벽충으로 구성되며, 소자의 누설전류 (leakage current) 차단 및 소자의 passivation을위한 1 网 두께의 5成층으로 구성된다. 또한, 게이트 전극의 길이(Lg)는 0.5 ㎛이며, 소스전극과 게이트 전극 간 이격거리 (W 및 소스전극과 드레인 전극 간의 이격거리(Lsd)는 각각 1 ㈣와 8 ㎛로 가 정하였다.
  • 전계에 따른 캐리어의 거동을 나타낸 수식 (1)에서의 μ汕과 %는 전자와 정공의 포화 속도이며, BN과 BP는 캐리어들의 mobility와 관련된 fitting 파라미터로 본 시뮬레이션에서는 AIGaN과 GaN영역에서 각각 1과 2로 가정하였고, 血와 ㎛는 전자와 정공의 low-field mobility를 나타낸다. 또한, 게이트 전극에서 발생하는 항복 현상에 대한수식 (2)에서 G는 전자-정공쌍의 generation rate를 나타내며, 毎>과 %는 각각 Selberherr 의 impact ionization model의 ionization 상수값을 의미한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (10)

  1. 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, pp. 1022-1031, 2002. 

    상세보기 crossref

  2. Egawa T, Ishikawa H, Umeno M, and Jimbo T, "Recessed gate AlGaN/GaN modulation-doped field-effect transistors on sapphire," Appl Phys Lett, Vol. 76, pp. 121-123, 2000. 

    상세보기 crossref

  3. Ohno Y, Kuzuhara M, "Application of GaN-based heterojunction FETs for advanced ？wireless communication," IEEE Trans Electron Dev, Vol. 48, pp. 517-523, 2001. 

    상세보기 crossref

  4. Keller S, Yi-Feng Wu, Parish G., Naiqian Ziang, Xu J. J, Keller B. P, DenBaars, S. P, Mishra U. K., "Gallium nitride based high power heterojunction field effect transistors: process development and present status at UCSB," IEEE Trans Electron Dev, Vol. 48, pp. 552-559, 2001. 

    상세보기 crossref

  5. M. S. Shur, "GaN based transistors for high power applications," Solid-State Electronics, Vol. 42, pp. 2131-2138, 1998. 

    상세보기 crossref

  6. J. M. Redwing, M. A. Tischler, J. S. Flynn, S. Elhamri, M. Ahoujja, R. S. Newrock, and W. C. Mitchel, "Two-dimensional electron gas properties of AlGaN/GaN heterostructures grown on 6H - SiC and sapphire substrates," Appl Phys Lett, Vol. 69, pp. 963-965, 1996. 

    상세보기 crossref

  7. S. Arulkumaran, T. Egawa, and H. Ishikawa, "Studies of AlGaN/GaN high-electron-mobility transistors on 4-in. diameter Si and sapphire substrates," Solid-State Electronics, Vol. 49, PP. 1632-1638, 2005. 

    상세보기 crossref

  8. P. Javorka, A. Alam, M. Wolter, A. Fox, M. Marso, M. Heuken, H. Luth, and P. Kordos, "AlGaN/GaN HEMTs on (111) Silicon Substrates," IEEE Electron Device Letters, Vol. 23, pp. 4-6, 2002. 

    상세보기 crossref

  9. B. J. Thibeault, B. P. Keller, P. Fini, U. K. Mishra, C. Nguyen, N. X. Nguyen, and M. Le, "High performance and large area flip-chip bonded AlGaN - GaN MODFETs," in IEDM Tech. Dig., pp.569-572, 1997. 

  10. V. M. Asnin, F. H. Pollak, J. Ramer, M. Schurman, and I. Ferguson, "High spatial resolution thermal conductivity of lateral epitaxial overgrown GaN - sapphire (0001) using a scanning thermal microscope," Appl. Phys. Lett., Vol. 75, pp. 1240-1242, 1999. 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로