• 제목/요약/키워드: AIGaN/GaN

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이중 게이트 AIGaN/GaN 고 전자 이동도 트랜지스터의 누설 전류 메커니즘과 $Si0_2$ 패시베이션 효과 분석 ($Si0_2$ Passivation Effects on the Leakage Current in Dual-Gate AIGaN/GaN High-Electron-Mobility Transistors)

  • 임지용;하민우;최영환;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.65-66
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    • 2006
  • AIGaN/GaN 고전자 이동도 트랜지스터 (High Electron Mobility Transistors, HEMTs)는 와이드 밴드-갭과 높은 항복 전계 및 우수한 채널 특성으로 인해 마이크로파 응용분야와 전력용 반도체에서 각광받고 있다. 최근, 전력 응용분야에서 요구되는 높은 항복 전압과 출력, 우수한 주파수 특성을 획득하기 인해 이중 게이트 AIGaN/GaN HEHTs에 관한 연구가 발표되고 있다. 본 논문에서는 AIGaN/GaN HEMTs에 이중 게이트를 적용하여, 두 개의 게이트와 드레인, 소스의 누설 전류를 각각 측정하여 이중 게이트 AIGaN/GaN HEMTS의 누설 전류 메커니즘을 분석하였다. 또한 제안된 소자의 $SiO_2$ 패시베이션 전 후의 누설 전류 특성을 비교하였다. $SiO_2 $ 패시베이션되지 않은 소자의 누설 전류는 드레인, 소스와 추가 게이트로부터 주 게이트로 흐른 반면, 패시베이션 된 소자 누설 전류는 드레인으로부터 주 게이트 방향의 누설 전류만 존재하였다. $SiO_2$ 패시베이션 된 소자의 누설 전류는 (87.31 nA ) 패시베이션 되지 않은 소자의 누설 전류 ( $8.54{\mu}A$ )에 비해 의게 감소하였다.

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AIGaN/GaInN DH의 광여기 유도방출광의 편광 (Polarization of Stimulated Emission from Optically Pumped AIGaN/GaInN DH)

  • 김선태;문동찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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    • pp.98-98
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    • 1994
  • 최근 청색반도체레이저의 실현을 위하여 ZnSe가 대표하는 II-Ⅵ족 화합물반도체와 Gan가 대표하는 III족 질화물반도체분야에서 집중적인 연구가 이루어지고 있으며, 아직까지 실용화 되지 않고 있는 청색반도체레이저의 출현에 대하여 많은관심이 모아지고 있다. III족 질화물반도체는 InM(Eg:1.9eV)부터 AIN(Eg: 6.2eV)에 이르기까지 전 조성영역에서 완전한 고용체를 이루며, 실온에서 직접천이형 에너지 대구조를 가지므로 청색 혹은 자외영역에서 동작하는 발광소자를 제작하는데 있어 유망시 되고 있는 소재이다. 특히 GaN와 InN의 3원흔정인 GaInN를 활성층으로 이용하면 그 발전파장을 370nm부터 650nm까지 즉 가시 전 영역으로부터 근 자외영역을 포함할 수 있게 된다. 이 연구에서는 AIGaN/GaInN 이중이종접합(DH) 구조의 고아여기에 의한 유도방출고아의 편광 특성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 AIGaN/GaInN DH 구조의 표면에 수직으로 펄스 발진 질소레이저(파장: 337.1cm, 주기 10Hz, 폭: 8nsec) 빔을 조사하고 DH구조의 단면으로부터의 유도방출광을 편광기를 통과 시킨 후 스펙트럼을 측정하였다. 입사고아 밀도가 증가함에 따라 약 402nm의 파장에서 유도발출에 의한 가도가 큰 피크가 나타났고, 그 반치폭은 약 18meV이었다. 실온에서 AIGaN/GaInN DH 구조로 부터의 유도방출에 필요한 입사광밀도의 임계치는 약 130㎾/$\textrm{cm}^2$이었다. 한편 편광각이 90$^{\circ}$일때는 발광스펙트럼의 강도가 매우 낮고 단지 자연방출에 의한 스펙트럼만이 나타났다. 편광각이 0$^{\circ}$일 때 최대의 방출광 강도를 나타내었으며, 편광각이 -90$^{\circ}$로 회전함에 따라 발고아강도의 강도가 감소하였다. 이와 같은 결과는 광여기에 의하여 AIGaN/GaInN DH 로 부터의 유도방출광이 GaInN활성층의 단면에 평행한 전기장의방향으로, 즉 TE모드로 선형적으로 편광됨을 의미한다. AIGaN/GanN DH 로 부터의 유도방출이 선형적으로 TE모드로 편광되는 것은 이 구조를 이용한 청색 및 자외선 반도체 레이저다이오드의 실현에 매우 유익한 것이다.

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AIGaN/GaN 이종접합 디바이스를 위한 GaN 에피층의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of GaN Epi Layer on Sapphire Substrates for AIGaN/GaN Heterostructures)

  • 문도성
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.591-596
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    • 2002
  • In this work, epitaxial GaN is grown on sapphire substrate in AlGaN/GaN heterostructures. Deliberate oxygen doping of GaN grown by MOVPE has been studied. The electron concentration increased as a function of the square root of the oxygen partial Pressure. Oxygen is a shallow donor with a thermal ionization energy of $27\pm2 meV$ measured by temperature dependent Hall effects. A compensation ratio of $\theta$=0.3~0.4 was determined from Hall effect measurements. The formation energy of $O_N$ of $E^F$ =1.3eV determined from the experimental data, is lower than the theoretically predicted vague.

III족 질화물 반도체의 실온 광여기 유도방출 (Stimulated emission from optically pumped column-III nitride semiconductors at room temperature)

  • 김선태;문동찬
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권3호
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    • pp.272-277
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    • 1995
  • We report the properties of optically pumped stimulated emission at room temperature (RT) from column-III nitride semiconductors of GaN, AlGaN/GaN double heterostructure (DH) and AlGaN/GaInN DH which prepared on a sapphire substrate using an AIN buffer-layer by the nietalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) method. The peak wavelength of the stimulated emission at RT from AIGaN/GaN DH is 369nm and the threshold of excitation pumping power density (P$\_$th/) is about 84kW/cm$\^$2/, and they from AlGaN/GaInN DH are 402nm and 130kW/cm$\^$2/ at the pumping power density of 200kW/cm$\^$2/, respectively. The P$\_$th/ of AIGaN/GaN and AlGaN/GaInN DHs are lower than the single layers of GaN and GaInN due to optical confinement within the active layers of GaN and GaInN, respectively.

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AlGaN/GaN 이종접합구조의 표면누설전류에 관한 연구 (A Study of Surface Leakage Current of AIGaN/GaN Heterostructures)

  • 석오균;최영환;임지용;김영실;김민기;한민구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권8호
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    • pp.654-658
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    • 2009
  • For investigation of surface leakage currrent of AlGaN/GaN heterostructures through etched GaN buffer surface and mesa wall, three kind of surface-leakage-test-patterns were fabricated. and we measured the surface leakage current of each patterns. In result of our work, the surface leakage current of pattern of which Schottky contact is formed on etched mesa wall is the largest. the leakage current through schottky contact on etched mesa wall is predominant in AlGaN/GaN heterostructures.

누설전류를 줄이기 위한 원형 AlGaN/GaN 쇼트키 장벽 다이오드 (Low Leakage Current Circular AlGaN/GaN Schottky Barrier Diode)

  • 김민기;임지용;최영환;김영실;석오균;한민구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.751-755
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    • 2009
  • We proposed circular AlGaN/GaN schottky barrier diode, which has no mesa structure near the current path. Proposed device showed low leakage current of 10 nA/mm at -100 V while that of the rectangular device was 34 nA/mm at the same condition. Proposed circular AIGaN/GaN SBD showed high forward current of 88.61 mA at 3,5 V while that of the conventional device was 14.1 mA at the same condition.

실온에서 AIGaN/GaN DH의 광학이득 (Optical Gain of AIGaN/GaN DH at Room-Temperature)

  • 김선태;문동찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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    • pp.97-97
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    • 1994
  • Wide gap 반도체 중 하나인 GaN 에너지갭이 실온에서 3.4eV 이고 직접천이형 에너지대 구조를 가지므로 청색 및 자외영역의 파장을 발광하는 발광다이오드와 바도체 레이저 다이오드의 제작에유용한 재료이다. GaN계 III족 질화물반도체가 다파장용 광원으로서 유망함을 보인 것은 1970년대 초방의기초적 연구이다. 이로부터 약 25년이 경고한 현재 청색발광다이오드가 실용화당계에 이르게 되었지만 아직까지 전류주입에 의한 레이저발진은 보고되고있지 않다. 이 논문에서는 ALGaN/GaN이중이종접합(DH) 구조의 광여기에 의한 유도방출과 광학적 이득을 측정하므로서 전류주입에의한 레이저발진의 가능성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 ALGaN/GaN DH구조의 표면에 수직으로 펄스발진 질소레이저(파장:337.1nm, 주기:10Hz, 폭: 8nsec) 빔의 공출력밀도를 변화시키어 조사하고 시료의단면 혹은 표면으로부터 방출되는 광 스펙트럼을 측정하였다. 입상광밀도가 증가함에 따라 자연방출에 의한 발광피크보다 낮은 에너지에서 발광강도가 큰 유도방출에 의한 피크가 370nm의 파장에서 현저하게 나타났으며 실온에서 유동방출에 필요한 입사공밀도의 임계치는 약 89㎾/$\textrm{cm}^2$이었다. 이는 GaN 단독층에 대한 유동방출의 임계치 700㎾/$\textrm{cm}^2$ 에 비하여 약 1/8정도 낮은 것이며, 이를 전류밀도로 환산하면 약 27㎄/$\textrm{cm}^2$ 정도로서 전류주입에 의하여서도 레이저발진을 실현할 수 있는 현실적인 값이다. 한편 광여기 방법으로 측정한 광학적 이득은 입사광의 밀도가 각각 100㎾/$\textrm{cm}^2$과 200㎾/$\textrm{cm}^2$일 때 34$cm^{-1}$ / 과 160 $cm^{-1}$ / 이었다. 이와 같은 결과는 GaN의밴드단 부근의 파장영역에서 AIGaN 흔정의 굴절율이 GaN의 굴절율보다 작으므로 DH구조의 채택의 의한 광의 몰입이 가능하여 임계치가 저하된 것으로 여겨진다. 또한 광학적 이득의 존재는 이 구조에 의한 극단파장 반도체 레이저다이오드의 실현 가능성을 나타내는 것이다.

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수치해석법에 의한 n-AlGaAs/GaAs 이종접합에서의 전자밀도와 전자 상태 계산 (Calculation of Electron Density and Electronic States in n-AlGaAs/GaAs Heterointerface)

  • 고재홍;김충원;박성호;한백형
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권10호
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    • pp.1202-1208
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    • 1988
  • n-AIGaAs/GaAs 계면에서의 2 차원 전자가스(2DEG)의 밀도와 전자상태를 각각 고전역학적인 방법과 양자역학적인 방법으로 계산하였다. Spacer두께와 AIGaAs층의 도핑농도가 2DEG 밀도에 주는 영향과 온도와 GaAs층의 불순물 농도가 전자상태에 미치는 영향을 조사하였다.

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Pt/AIGaN 쇼트키 다이오드의 수광특성 모델링 (Modeling for UV Photo-detector with Pt/AIGaN Schottky diode)

  • 김종환;이헌복;박성종;이정희;함성호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.605-608
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    • 2004
  • A $Pt/Al_xGa_{l-x}N$ Schottky type Ultra-violet photodetector was modeled and simulated using the commercial SILVACO software program. In the carrier transport, we applied field model and other analytic model to determine the electron saturation velocity and low field mobility for GaN and $Al_xGa_{l-x}N$. A C-Interpreter function was defined to described the mole-fraction for the ternary compound semiconductor such as $Al_xGa_{l-x}N$. As comparing the simulated and experimental results, we found that the simulated result for type-1 has $15.9 nA/cm^2$ of leakage current at 5V. We confirmed a good agreement of photo-current in the UV Photo-detector, while applying the absorption coefficient and reflective index of active $Al_xGa_{l-x}N$ and other layers. There had been an intensive search for the proper refractive indices of the layers.

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GaN 웨이퍼의 다이싱을 위한 스크라이빙 머신의 개발 (Development of Scribing Machine for Dicing of GaN Wafer)

  • 차영엽;고경용
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.419-424
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    • 2002
  • After the patterning and probe process of wafer have been achieved, the dicing processing is necessary to separate chips from a wafer. The dicing process cuts a semiconductor wafer to lengthwise and crosswise directions to make many chips. The existing general dicing method is the mechanical cutting using a narrow circular rotating blade impregnated diamond particles or laser cutting. Inferior goods can be made by the mechanical or laser cutting unless several parameters such as blade, wafer, cutting water and cutting conditions are properly set. Moreover, we can not apply these general dicing method to that of GaN wafer, because the GaN wafer is harder than general semiconductor wafers such as GaAs, GaAsP, AIGaAs and so forth. In order to overcome these problems, this paper describes a new wafer dicing method using fixed diamond scriber and precision servo mechanism.