• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권10호
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• pp.671-677
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• 2001

사파이어 기판 위에 성장된 GaN위에 RUO₂/GaN 쇼트키형 자외선 수광소자를 설계, 제작하였다. 자외선 빛의 흡수율을 높이기 위해, MOCVD 다층구조는 undoped GaN(0.5 ㎛)in￣-GaN(0.1 ㎛)/n＋-GaN(1.5 ㎛)로 성장하였다. 성장층은 3.8×10/sup 18/ cm￣³의 캐리어 농도와 283 ㎠/V· s의 이동도를 가진다. 500 ㎛내외의 직경을 가지는 메사구조를 형성하기 위해 ECR 식각한 후, n＋-GaN층위에 Al으로 저항성 접촉을 하였다. 저항성 및 쇼트키 접촉 사이에 Si₃/N₄ 박막으로 절연한 이후 undoped GaN 층위에 RuO₂ 쇼트키 접촉을 하였다. 제작된 쇼트키 다이오드는 1.15×10/sup -5/ ［Ω-㎠］의 접촉비저항을 가졌다. 제작된 다이오드는 역전압인 -5V에서 305pA의 낮은 누설전류를 확인하였는데, 이 값은 RuO₂ 쇼트키 금속증착에 의해 현저히 향상된 것이다. 광측정에서는 10/sup 5/의 자외선대가시광선 제거비와 365nm 파장에서 0.23A/W로 높은 응답도를 보인다.

• 한국재료학회지
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• 제3권5호
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• pp.443-450
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• 1993

실리콘이 주입된 CaAs 기판위에 플라즈마 화학 증착법으로 자기정렬 gate구조의 Schottky contact을 형성하였다. 갈륨비소 소자 제조를 위하여 두께 1600$\AA$의 턴스텐질화막을 $350^{\circ}C$에서 증착하여 $750^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$까지 급속 열처리 하였다. 텅스텐 질화막과 GaAs계면의 열적 안정성을 XRD(X-ray diffraction), PL(photoluminescence),ODLTS(optical deep livel transient spectroscopy)측정으로 조사하였으며, W보다 $W_{67}N_{33}$ gate를 형성시킬 경우에 GaAs에 미치는 열적손상이 적음을 알 수 있으며 이온 주입한 Si이온이 활성화 되는 것으로 생각된다. $W_{67}N_{33}$ GaAs 다이오드가 약 800-$900^{\circ}C$의 고온열처리 온도에서 W/GaAs 다이오드의 경우보다 열적 안정성이 우수하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.3-5
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• 2005

Ni/Au 쇼트키 접합의 산화를 통해 항복전압이 증가하고 누설 전류가 감소한 수평방향 GaN 쇼트키 장벽 다이오드를 제작하였다. 산화 과정 후, 턴-온 전압이 미세하게 증가하였으며 높은 애노드 전압하에서 애노드 전류가 증가하였다. 5분과 10분의 산화 과정 후, 누설 전류는 1nA 이하 수준으로 현저히 감소하였다. Edge Termination 방법으로 Floating Metal Ring을 사용하고, 산화 과정을 적용하여 제안된 GaN 쇼트키 장벽 다이오드의 항복전압은 750볼트의 큰 값을 얻을 수 있었다. 상온과 $125^{\circ}C$ 에서 제작한 GaN 쇼트키 장벽 다이오드의 역방향 회복 파형도 측정하였으며, 제작한 소자는 매우 빠른 역방향 회복 특성을 보였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권6호
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• pp.28-34
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• 1999

본 논문에서는 GaN 박막 위에 각각 알루미늄(Al)과 백금(Pt)을 증착하여 저항성 전극 및 투명한 schottky 전극을 형성한 평면형 자외선 수광소자를 제작하였다. 제작된 소자에 대해 전기적 특성과 광학적 특성을 조사하여 자외선 센서로서의 적합성을 검토하였다. 사파이어 기판위에 성장된 GaN 박막은 $7.8{\times}10^{16}cm^{-3}$의 도핑(doping)농도와 $138 cm^2/V{\cdot}s$의 이동도(mobility)를 가졌으며, 파장이 365 nm 이하인 빛만을 흡수하는 자외선 감지막 특성을 나타내었다. 5 V의 역방향 전압을 인가하였을 때 제조된 schottky형 자외선 센서는 325 nm의 자외선 파장에서 응답도가 2.84 A/W였고, $4{\times}10^4$의 큰 신호대 잡음비(SNR)의 $3.5{\times}10^9$W의 잡음등가전력(NEP)을 나타내었다. 따라서 이들 결과로부터 GuN를 이용한 schottky 다이오드가 가시광 차단 UV photodetector를 제조할 수 있음을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권2호
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• pp.179-184
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• 2016

In recent years, the on-resistance, power loss and cell density of Si power devices have not exhibited significant improvements, and performance is approaching the material limits. GaN is considered an attractive material for future high-power applications because of the wide band-gap, large breakdown field, high electron mobility, high switching speed and low on-resistance. Here we report on the Ohmic contact resistance and reverse-bias characteristics of AlGaN/GaN Schottky barrier diodes with and without annealing. Annealing in oxygen at $500^{\circ}C$ resulted in an increase in the breakdown voltage from 641 to 1,172 V for devices with an anode-cathode separation of $20{\mu}m$. However, these annealing conditions also resulted in an increase in the contact resistance of $0.183{\Omega}-mm$, which is attributed to oxidation of the metal contacts. Auger electron spectroscopy revealed diffusion of oxygen and Au into the AlGaN and GaN layers following annealing. The improved reverse-bias characteristics following annealing in oxygen are attributed to passivation of dangling bonds and plasma damage due to interactions between oxygen and GaN/AlGaN. Thermal annealing is therefore useful during the fabrication of high-voltage GaN devices, but the effects on the Ohmic contact resistance should be considered.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2004-2006
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• 2005

트렌치 애노드 컨택을 설계하여 순방향 전압강하를 감소시키는 GaN 쇼트키 장벽 다이오드를 제안하였다. 애노드 내부에 트렌치를 설계하여 제안된 소자의 표면 애노드 컨택은 메탈 일 함수(metal work function)가 높은 Pt와 형성되며, 트렌치 애노드 컨택은 메탈 일 함수가 낮은 Au와 형성된다. 제안된 소자의 전기적 특성을 검증하기 위하여 2차원 수치 해석 시뮬레이션을 수행하였고, AlGaN/GaN 혜테로 접합 구조 위에 제작 및 측정하였다. 제안된 소자는 복잡한 공정 추가 없이 제작되며 $100A/cm^2$에서의 순방향 전압 강하는 0.73V로 기존 소자의 1.25V보다 우수한 특성을 보였다. 제안된 소자의 온 저항은 $1.58m{\Omega}cm^2$로 기존 소자의 온 저항 $8.20m{\Omega}cm^2$ 보다 낮은 장점을 가진다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.193-199
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• 2019

본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 사용하여 산화갈륨 ($Ga_2O_3$) 기반 수직형 쇼트키 장벽 다이오드 고전압 스위칭 소자의 항복전압 특성을 개선하기 위한 가드링 구조를 이온 주입이 필요 없는 간단한 플로팅 금속 구조를 활용하여 제안하였다. 가드링 구조를 도입하여 양극 모서리에 집중되던 전계를 감소시켜 항복전압 성능 개선을 확인하였으며, 이때 금속 가드링의 폭과 간격 및 개수에 따른 항복전압 특성 분석을 전류-전압 특성과 내부 전계 및 포텐셜 분포를 함께 분석하여 최적화를 수행하였다. N형 전자 전송층의 도핑농도가 $5{\times}10^{16}cm^{-3}$이고 두께가 $5{\mu}m$인 구조에 대하여 $1.5{\mu}m$ 폭의 금속 가드링을 $0.2{\mu}m$로 5개 배치하였을 경우 항복전압 2000 V를 얻었으며 이는 가드링 없는 구조에서 얻은 940 V 대비 두 배 이상 향상된 결과이며 온저항 특성의 저하는 없는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 활용한 플로팅 금속 가드링 구조는 추가적인 공정단계 없이 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 매우 활용도가 높은 기술로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.136-142
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• 1997

An/n-GaAs(100) Schottky 장벽 diode를 제작하여 변조전압($V_{ac}$) 및 dc 바이어스 전 압($V_{bias}$) 변화에 따른 electroreflectance(ER)를 측정하였다. 관측된 Franz-Keldysh oscillation(FKO) 피크로부터 이 시료의 내부 전기장($E_i$)은 $5.76\times 10^{4}$V/cm였다. $V_{ac}$를 변화시 킴에 따라 ER신호의 모양은 변화가 없고, 진폭만 선형적으로 증가하였다. 순방향 및 역방향 의 $V_{bias}$변화에 따라 ER신호의 진폭은 감소하였으며, $V_{bias}$가 -5.0~0.6V로 증가함에 따라 Ei 는 $19.3\times 10^4\sim4.39\times10^4$V/cm로 감소하였다. 그리고 $V_{bias}$변화에 대한 $E_i^2$의 그래프로부터 built-in 전압(Vbi)은 0.70V였으며, 이 값은 $V_{bias}$변화에 따른 FKO피크의 진폭 관계 그래프 에서 얻은 결과와 잘 일치하였다. 또한 이 시료의 캐리어 농도(N)와 전위장벽($\Phi$)은 300K에 서 각각 $2.4\times 10^{16}\textrm{cm}^{-3}$와 0.78eV의 값을 얻었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1418-1419
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• 2011

차세대 전력 반도체인 고전압 GaN 쇼트키 장벽 다이오드의 역방향 특성을 개선하기 위해서 열 산화공정이 제안되었다. AlGaN/GaN 에피탁시 위에 쇼트키 장벽 다이오드 구조가 제작되었으며, 쇼트키 컨택은 증착 후 $450^{\circ}C$에서 산화되었다. 열 산화공정이 메사 측벽의 AlGaN 및 GaN 표면에 $AlO_x$ 및 $GaO_x$를 형성하여 표면으로 흐르는 누설전류를 억제한다. 표면 및 GaN 버퍼를 통한 누설전류는 열 산화 공정 이후 100 ${\mu}m$-너비당 51.3 nA에서 24.9 pA로 1/2000 배 수준으로 감소하였다. 표면 산화물 형성으로 인하여 생성된 Ga-vacancy와 Al-vacancy는 acceptor로 동작하여 surface band bending을 증가시켜 쇼트키 장벽 높이를 증가시킨다. 애노드-캐소드 간격이 5 ${\mu}m$인 제작된 소자는 0.99 eV의 높은 쇼트키 장벽 높이를 획득하여, -100 V에서 0.002 A/$cm^2$의 낮은 누설전류를 확보하였다. 애노드-캐소드 간격이 5에서 10, 20, 50 ${\mu}m$로 증가되면 소자의 항복전압은 348 V에서 396, 606, 941 V로 증가되었다. 열 산화공정은 전력용 GaN 전자소자의 누설전류감소와 항복전압 증가를 위한 후처리 공정으로 적합하다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권2호
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• pp.45-50
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• 2022

유기금속 화학 증착 방법(MOCVD)을 사용하여 Si 기판 위에 Ga₂O₃ 박막들을 다양한 성장 온도에서 형성하였다. 성장 온도 500℃와 550℃에서 성장한 Ga₂O₃ 박막들은 매우 깨끗하고 평평한 표면 상태를 보였으며, 결정구조는 비정 질 상태임을 확인할 수 있었다. 성장한 박막들의 열처리 효과를 확인하기 위하여 각각의 박막들은 900℃ 온도에서 10분간 열처리를 수행하였다. 성장 온도 500℃와 550℃에서 성장한 박막들은 초기의 평평한 표면 상태는 그대로 유지하면서 결정 구조가 비정질에서 다결정으로 변한 것을 확인할 수 있었다. 쇼트키 다이오드를 제작하기 위한 박막으로는 550℃에서 성장한 박막을 선택하였는데, 이는 소자의 제작 및 성능을 향상하기 위해서는 평평한 표면 위에서의 공정이 필수적이기 때문이다. 또한, 열처리 효과를 확인하기 위하여 900℃에서 열처리를 실시한 박막을 이용하여 동일한 형태의 쇼트키 다이오드를 제작하여 특성을 비교하였다. 또한 박막의 광소자로의 응용 가능성을 확인하기 위하여 MSM(metal-semiconductor-metal) 광검출기를 제작한 결과 266 nm 자외선 파장의 빛에 대응하는 광전류(동작 전압 10 V)는 암전류 대비 약 5.32배 증가함을 보이는 것을 확인하였다.