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NTIS 바로가기전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.24 no.2, 2020년, pp.604 - 609
민성지 (Dept. of Electronic Materials Engineering, Kwangwoon University) , 구상모 (Dept. of Electronic Materials Engineering, Kwangwoon University)
We investigated the influence of rapid thermal annealing on aluminum nitride (AlN) thin film Schottky barrier diodes (SBDs) manufactured structures deposited on a 4H-silicon carbide (SiC) wafer using radio frequency sputtering. The Ni/AlN/4H-SiC devices annealed at 400℃ exhibited Schottky bar...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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질화 알루미늄 (AlN)의 특징은? | 질화 알루미늄 (AlN)은 높은 밴드 갭 에너지(~6.2eV), 높은 열전도도, 높은 절연파괴강도 및 낮은 열 팽창 계수로 인하여 고온압력센서, 자외선 검출기, 레이저 및 단파장 방출기 및 검출기를 포함한 여러 응용 분야에 상당한 주목을 받는 물질이며 새로운 기능이 계속 개발되고 있다[1-2]. 또한 AlN물질은 3-5족 화합물 반도체로서 육방정계 Wurzite 결정 구조를 가지며 빠른 음향속도와 큰 압전 상수를 가지고 있으므로 AlN 박막을 표면 탄성파 소자 (SAW, Surface Acoustic Wave)나 음파에 의한 압력효과를 적용한 의학적인 용도의 초음파센서 등 응용하려는 연구가 주목받고 있다[3-5]. | |
열처리공정의 소자가 높은 포화전류를 갖는 이유는? | 그리고 해당하는 소자들의 전기적 특성 분석을 통하여 수행하였고, 이를 통해 400도에서 열처리공정을 진행한 소자의 높은 포화전류와 낮은 전류를 가지는 것을 확인하였다. 이러한 전기적인 특성 변화는 AlN 막 내의 산소원자농도에 의한 영향으로 파악되었으며 최적화 조건으로 분석된 소자를 이용하여 노출된 음향 주파수에 따른 전기적 특성변화를 분석하였으며, 500 Hz일때에 가장 낮은 전류값을 가짐을 확인하였다. | |
박막 성장에 있어 RF 스퍼터링 장비의 단점은? | MOCVD 또는 분자 빔 에피 택시(MBE, molecular beam epitaxy)를 사용하여 AlN 막을 성장시키기 위해선 고온에서 공정을 진행해야하는 반면, RF 스퍼터링 장비를 사용하게 되면 저온에서 AlN 막을 성장시킬 수 있어 마이크로 전자소자용 AlN 막을 제작하는데 유리하다. 그러나, RF 스퍼터링 장비로 막을 성장시키면 AlN 박막에 상당한 양의 산소 관련 불순물을 함유하게 되어 이동도를 감소시키고 소자의 전기적, 광학적 성능 감소에 영향을 줄 수 있다 [7-9]. 급속열처리 공정(RTA)은 GaAs, SiC 및 AlN과 같은 화합물 반도체에서 결함의 밀도를 감소시킬 수 있다[10]. |
F. Jiang, C. Zheng, W. Changda, Fang. Li, P. Wenqing, D. Yong, J. Dai, "The growth and properties of ZnO film on Si (111) substrate with an AlN buffer by AP-MOCVD," J. Lumin., vol.123, pp.905-907, 2007. DOI: 10.1016/j.jlumin.2006.01.322
C. M. Lin, Y. Y. Chen, V. V. Felmetsger, W. C. Lien, T. Riekkinen, D. G. Senesky, A. P. Pisano, "Surface acoustic wave devices on AlN/3C-SiC/Si multilayer structures," J. Micromechanics Microengineering, vol.23, pp.25019, 2013. DOI: 10.1088/0960-1317/23/2/025019
Y. Wang, X. Tao, R. Tao, J. Zhou, Q. Zhang, D. Chen, H. Jin, S. Dong, J. Xie, Y. Q. Fu, "Acoustofluidics along inclined surfaces based on AlN/Si Rayleigh surface acoustic waves," Sensors and Actuators A: Physical, vol.306, pp.111967, 2020. DOI: 10.1016/j.sna.2020.111967
E. Ledesma et al., "AlN Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer Array Monolithically Fabricated on Top of Pre-Processed CMOS Substrates," 2019 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems & Eurosensors XXXIII, pp.655-658, 2019. DOI: 10.1109/TRANSDUCERS.2019.8808706
L. Vergara, M. Clement, E. Iborra, A. Sanz-Hervas, J. Garcia Lopez, Y. Morilla, J. Sangrador, M. A. Respaldiza, "Influence of oxygen and argon on the crystal quality and piezoelectric response of AlN sputtered thin films," Diam. Relat. Mater, vol.13, pp.839-842, 2004. DOI: 10.1016/j.diamond.2003.10.063
J. H. Edgar, Z. Gu, L. Gu, D. J. Smith, "Interface properties of an AIN/(AIN) x(SiC) 1-x/4H-SiC heterostructure," Phys. Status Solid Appl. Mater. Sci, vol.203, pp.3720-3725, 2006. DOI: 10.1002/pssa.200622279
X. H. Xu, H. S. Wu, C. J. Zhang, Z. H. Jin, "Morphological properties of AlN piezoelectric thin films deposited by DC reactive magnetron sputtering," Thin Solid Films, vol. 388, pp.62-67, 2001. DOI: 10.1016/S0040-6090(00)01914-3
T. Ghz, W. Xing, Z. Liu, H. Qiu, K. Ranjan, Y. Gao, "InAlN/GaN HEMTs on Si With High fT of 250 GHz," IEEE Electron Device Lett., vol.39, pp.75-78, 2018. DOI: 10.1109/LED.2017.2773054
T. Mattila, R. Nieminen, "Ab initio study of oxygen point defects in GaAs, GaN, and AlN," Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys., vol.54, pp.16676-16682, 1996. DOI: 10.1103/PhysRevB.54.16676
R. Singh, S. H. Christiansen, O. Moutanabbir, U. Gosele, "The phenomenology of ion implantation-induced blistering and thin-layer splitting in compound semiconductors," J. Electron. Mater., vol.39, pp.2177-2189, 2010. DOI: 10.1007/s11664-010-1334-x
Y. J. Lv, X. B. Song, Y. G. Wang, Y. L. Fang, Z. H. Feng, "Influence of Surface Passivation on AlN Barrier Stress and Scattering Mechanism in Ultra-thin AlN/GaN Heterostructure Field-Effect Transistors," Nanoscale Res. Lett., vol.11, no.373, 2016. DOI: 10.1186/s11671-016-1591-6
S. Swaminathan, B. Srinivasa Rao, V. Jayaram, "The influence of oxygen impurities on the formation of AlN-Al composites by infiltration of molten Al-Mg," Mater. Sci. Eng. A, vol.337, pp.134-139, 2002. DOI: 10.1016/S0921-5093(02)00002-3
J. Jarrige, J. P. Lecompte, J. Mullot, G. Muller, "Effect of oxygen on the thermal conductivity of aluminium nitride ceramics," J. Eur. Ceram. Soc., vol.17, pp.1891-1895, 1997. DOI: 10.1016/S0955-2219(97)00078-2
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