[논문]AlGaN/GaN HEMT의 광화학적 산화

문성훈; 홍성기; 안효준; 이정수; 심규환; 양전욱

AlGaN/GaN HEMT의 광화학적 산화
Photoelectrochemical oxidation of AlGaN-GaN HEMT 원문보기

문성훈 (전북대학교) , 홍성기 (전북대학교) , 안효준 (전북대학교) , 이정수 (전북대학교) , 심규환 (전북대학교) , 양전욱 (전북대학교)

An AlGaN/GaN high electron mobility transistor(HEMT) was fabricated and the effect of photoelectrochemical oxidation of AlGaN/GaN surface was investigated. The oxidation of AlGaN surface was done in water at the bias of 10 V under the deep UV light illumination. The sheet resistance of the AlGaN/GaN structure was increased and gate leakage current of the HEMT was decreased by the oxidation. However, the transconductance of the HEMT was not degraded by the oxidation.

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문제 정의

본 연구에서는 AlGaN/GaN 구조의 HEMT를 제작하고 AlGaN 표면을 광화학적 방법으로 산화하여 특성의 변화를 관찰하였다.
본 연구에서는 H₂O내에서 시GaN/GaN을 광화학적으로 산화하여 특성의 변화를 관찰하였다. 150 W의 De나erium 광원을 조사하는 조건에서 기판에 10 V의 전압을 인가하여 실험한 결과 산화가 진행되면서 시GaN/GaN의 이종접합에 의한 도전 충의 면저항이 다소 감소하였으며 트랜지스터의 게이트와 누설전류가 반 이하로 감소하였다.

제안 방법

16xl013 /cm22| 이차원 전자층 농도와 700 cm7Vs의 이동도를 나타냈다. HEMT의 제작을 위하여 먼저 리소그라피와 유도결합플라즈마를 이용한 건식식각 방법으로 트랜지스터의 찰성영역을 정의하고 소스와 드레인 영역에 Ti/Al/Ni/Au의 다층구조 굼속을 형성한 뒤 900 ℃의 온도에서 30초 동안 열처리 하여 소스와 드레인의 저항성 접촉을 형성하였다. 이어서 Ni/Au를 이용하여 100 时의 폭과 2 皿의 길이의 게이트를 형성하였다.
HEMT의 제작을 위하여 먼저 리소그라피와 유도결합플라즈마를 이용한 건식식각 방법으로 트랜지스터의 찰성영역을 정의하고 소스와 드레인 영역에 Ti/Al/Ni/Au의 다층구조 굼속을 형성한 뒤 900 ℃의 온도에서 30초 동안 열처리 하여 소스와 드레인의 저항성 접촉을 형성하였다. 이어서 Ni/Au를 이용하여 100 时의 폭과 2 皿의 길이의 게이트를 형성하였다. 트랜지스터 제작 후 파라미터 분석기를 이용하여 특성을 측정한 뒤 노출돤 소스와 드레인 영역의 AlGaN 표면에 산화막이 형성되도록 보고된 것과 동일한 방법으로 기판을 HR에 담가 150 W의 Deuterium lamp를 조사하면서 트랜지스터의 소스와 드레인 영역에 10 V의 전압을 가하여 광화학적인 방법으로 공정을 수행하였다.
트랜지스터 제작 후 파라미터 분석기를 이용하여 특성을 측정한 뒤 노출돤 소스와 드레인 영역의 AlGaN 표면에 산화막이 형성되도록 보고된 것과 동일한 방법으로 기판을 HR에 담가 150 W의 Deuterium lamp를 조사하면서 트랜지스터의 소스와 드레인 영역에 10 V의 전압을 가하여 광화학적인 방법으로 공정을 수행하였다. 이어서 TLM(Transmission Line Model) 방법으로 AlGaN/ GaN 해널 층의 면저항의 변화를 측정하고 HEMT의 DC 특성믈 측정하여 광화학적 산화에 의한 변화를 관찰하였다.
이어서 Ni/Au를 이용하여 100 时의 폭과 2 皿의 길이의 게이트를 형성하였다. 트랜지스터 제작 후 파라미터 분석기를 이용하여 특성을 측정한 뒤 노출돤 소스와 드레인 영역의 AlGaN 표면에 산화막이 형성되도록 보고된 것과 동일한 방법으로 기판을 HR에 담가 150 W의 Deuterium lamp를 조사하면서 트랜지스터의 소스와 드레인 영역에 10 V의 전압을 가하여 광화학적인 방법으로 공정을 수행하였다. 이어서 TLM(Transmission Line Model) 방법으로 AlGaN/ GaN 해널 층의 면저항의 변화를 측정하고 HEMT의 DC 특성믈 측정하여 광화학적 산화에 의한 변화를 관찰하였다.

대상 데이터

본 연구는 광화학적인 산화의 효꽈를 관찰하기 위하여 사파이어 위에 성장된 25%의 A1 조성을 갖는 AlGaN/GaN 구조의 HEMT를 그림 1과 같이 제작하여 실험하였다. MOCVD 방법으로 성장된 AlGaN/GaN의 이종접합은 Hall 측정 결과 1.

성능/효과

특성의 변화를 관찰하였다. 150 W의 De나erium 광원을 조사하는 조건에서 기판에 10 V의 전압을 인가하여 실험한 결과 산화가 진행되면서 시GaN/GaN의 이종접합에 의한 도전 충의 면저항이 다소 감소하였으며 트랜지스터의 게이트와 누설전류가 반 이하로 감소하였다. 그러나 게이트 영역의 채널 특성은 변화하지 않아 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스 특성은 크게 저하되지 않았다.

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