초록 ▼

강한 에너지를 가진 양성자가 반도체 소자에 충돌할 때 구조적인 결함이 생성되게 된다. 이 결함들이 밴드갭 내의 중심부분에 위치하여 캐리어가 그 안에 들어가 빠져나오는 것이 어렵게 되므로 캐리어의 수를 급격히 저하시키는 결과를 가져온다. GaN와 같은 wide bandgap 반도체 소자들은 우주방사선에 상대적으로 강한 것으로 알려져 있다. 특히 AlGaN/GaN HEMT는 channel이 매우 얇기 때문에 양성자에 대한 영향을 더욱 적게 받을 것으로 예상하였다. 이를 확인하고 반도체 소자로서의 안정성을 평가 및 최적화시키기 위해 25

강한 에너지를 가진 양성자가 반도체 소자에 충돌할 때 구조적인 결함이 생성되게 된다. 이 결함들이 밴드갭 내의 중심부분에 위치하여 캐리어가 그 안에 들어가 빠져나오는 것이 어렵게 되므로 캐리어의 수를 급격히 저하시키는 결과를 가져온다. GaN와 같은 wide bandgap 반도체 소자들은 우주방사선에 상대적으로 강한 것으로 알려져 있다. 특히 AlGaN/GaN HEMT는 channel이 매우 얇기 때문에 양성자에 대한 영향을 더욱 적게 받을 것으로 예상하였다. 이를 확인하고 반도체 소자로서의 안정성을 평가 및 최적화시키기 위해 25MeV와 5keV의 양성자를 조사하였다. 그 결과 예상했던 바와 같이 MeV대의 양성자에서는 큰 영향을 받지 않았던데 반해 5keV의 양성자는 HEMT의 2DEG층과 직접 충돌하여 channel을 붕괴시키기 때문에 심각한 전류의 저하를 일으키는 것으로 나타났다. Cathodoluminescent, transconductance 등의 반도체 특정요소를 양성자 선 충돌 전, 후에 비교하였다.

Abstract ▼

AlGaN/GaN high electron mobility transistors were irradiated at 5keV and 25MeV proton energies. Current-voltages were compared before and after proton irradiation. As expected from simulation results, 5keV protons severely damaged the transistors` performance compared to 25MeV protons. Also, the eff

AlGaN/GaN high electron mobility transistors were irradiated at 5keV and 25MeV proton energies. Current-voltages were compared before and after proton irradiation. As expected from simulation results, 5keV protons severely damaged the transistors` performance compared to 25MeV protons. Also, the effects of both lower and higher fluencies were compared. Source-Drain currents were dramatically decreased under higher fluency. And AlGaN/GaN HEMTs with GaN cap layers were irradiated with high energy (17 MeV) protons to doses up to $2{\times}10^{16}cm^2$. There was no significant degradation in dc electrical parameters such as drain - source current ($I_{DS}$) and extrinsic transconductance ($g_m$) of the HEMTs up to a fluency of $7.2{\times}10^{13}\;protons/cm^2$. At the highest dose of $2{\times}10^{16}\;protons/cm^2$ there was a decrease of 43% in $I_{DS}$ and a 29% decrease in $g_m$. The data is consistent with the introduction of defect centers in the HEMT structure by the high energy protons leading to a reduction in carrier concentration and mobility in the 2- dimensional electron gas channel due to the extremely thin 2DEG and the high displacement threshold energy, AlGaN/GaN HEMT has great potential for applications in earth orbit.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목차...8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...10
• 2-1 절 내방사선 관련기술 국내동향 및 수준...10
• 2-2 절 해외기술동향 및 수준...10
• 제 3 장 연수개발수행의 내용 및 결과...12
• 3-1 절 이론적, 실험적 접근...12
• 3-2 절 연구방법 및 내용...13
• 3-3 절 연구 결과...13
• 제 4 장 목표달성 및 관련분야에의 기여도...16
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...17
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...18
• 제 7 장 참고문헌...19