• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.62-62
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• 2003

고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma) 식각은 GaAs 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs)와 고속전자 이동도 트랜지스터(HEMTs)와 같은 GaAs 기반 반도체의 정교한 패턴을 형성하는데 더욱 많이 이용되고 있다 본 연구는 고밀도 플라즈마 소스(source)인 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 가스에 따른 GaAs 식각결과를 비교 분석하였다. 공정변수는 ICP 소스 파워를 0-500W, RIE 척(chuck) 파워를 0-150W, 공정압력을 0-15 mTorr 이었다. 그리고 가스 유량은 20sccm(standard cubic centimeter per minute)으로 고정시킨 상태에서 Ar 첨가 비율에 따른 GaAs의 식각결과를 관찰하였다. 공정 결과는 식각률(etch rate), GaAs 대 PR의 선택도(selectivity), 표면 거칠기(roughness)와 식각후 표면에 남아 있는 잔류 가스등을 분석하였다. 20 $BCl_3$ 플라즈마를 이용한 GaAs 식각률 보다 Ar이 첨가된 (20-x) $BC1_3/x Ar$ 플라즈마의 식각률이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다. 식각률 증가는 Ar 가스의 첨가로 인한 GaAs 반도체와 Ar 플라즈마의 충돌로 나타난 결과로 예측된다. $BCl_3$ 와 $BC1_3/Ar$ 플라즈마에 노출된 GaAs 반도체 모두 표면이 평탄하였고 수직 측벽도 또한 우수하였다. 그리고 표면에 잔류하는 성분은 Ga와 As 이외에 $Cl_2$ 계열의 불순물이 거의 발견되지 않아 매우 깨끗함을 확인하였다. 이번 발표에서는 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 플라즈마를 이용한 GaAs의 건식식각 비교에 대해 상세하게 보고 할 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제12권6호
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• pp.470-475
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• 2002

The effects of the conditions of the collector formation on electrical characteristics of the packaged SiGe hetero-junction bipolar transistors (HBT) were investigated. While the DC characteristics of SiGe HBTs such as IV characteristic, forward current gain, Early voltage, and breakdown voltage were hardly changed after packaging, the AC characteristics such as $f_{\tau}\; and\; f_{max}$ were degraded severely. With the rise of the collector concentration, the break-down voltage decreased but the $f_{\tau}$ increased. Additionally, $\beta$ and $f_{\tau}$ values were kept high in the range of elevated collector current due to the increase of the critical current density for the onset of the Kirk effect. The devices As implanted before the collector deposition showed lower breakdown voltage and higher $f_{\tau}$ than the others, which seems to be originated from the As up-diffusion resulting in the thinner collector.

• 한국재료학회지
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• 제13권7호
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• pp.465-472
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• 2003

Pd/Ge/Ti/Pt and Pd/Ge/Pd/Ti/Au ohmic contacts to n-type InGaAs were investigated for applications to AlGaAs/GaAs HBT emitter ohmic contacts. In the Pd/Ge/Ti/Pt ohmic contact minimum specific contact resistivity of $3.7${\times}$10^{-6}$ $\Omega$$\textrm{cm}^2$ was achieved by rapid thermal annealing at $^400{\circ}C$/10 sec. In the Pd/Ge/Ti/Au ohmic contact, minimum specific contact resistivity of $1.1${\times}$10^{-6}$ $\Omega$$\textrm{cm}^2$ was achieved by annealing at 40$0^{\circ}C$/10 sec but the ohmic performance was degraded with increasing annealing temperature due to the reaction between the ohmic contact materials and the InGaAs substrate. However, non-spiking planar interface and relatively good ohmic contact (high-$10^{-6}$ /$\Omega$$\textrm{cm}^2$) were maintained after annealing at $450^{\circ}C$/10 sec. Therefore, these thermally stable ohmic contact systems are promising candidates for compound semiconductor devices. RF performance of the AlGaAs/GaAs HBT was also examined by employing the Pd/Ge/Ti/Pt and Pd/Ge/Pd/Ti/Au systems as emitter ohmic contacts. Cutoff frequencies were 63.5 ㎓ and 65.0 ㎓, respectively, and maximum oscillation frequencies were 50.5 ㎓ and 51.3 ㎓, respectively, indicating very successful high frequency operations.

• 전자공학회논문지A
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• 제30A권12호
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• pp.51-59
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• 1993

A 4${\times}10^{19}cm^{3}$ carbon-doped base AlGaAs/GaAs HBY was grown using carbontetracholoride(CCl$_4$) by atmospheric pressure MOCVD. Abruptness of emitter-base junction was characterized by SIMS(secondary ion mass spectorscopy) and the doping concentration of base layer was confirmed by DXRD(double crystal X-ray diffractometry). Mesa-type HBTs were fabricated using wet etching and lift-off technique. The base sheet resistance of R$_{sheet}$=550${\Omega}$/square was measured using TLM(transmission line model) method. The fabricated transistor achieved a collector-base junction breakdown voltage of BV$_{CBO}$=25V and a critical collector current density of J$_{O}$=40kA/cm$^2$ at V$_{CE}$=2V. The 50$\times$100$\mu$$^2$ emitter transistor showed a common emitter DC current gain of h$_{FE}$=30 at a collector current density of JS1CT=5kA/cm$^2$ and a base current ideality factor of ηS1EBT=1.4. The high frequency characterization of 5$\times$50$\mu$m$^2$ emitter transistor was carried out by on-wafer S-parameter measurement at 0.1~18.1GHz. Current gain cutoff frequency of f$_{T}$=27GHz and maximum oscillation frequency of f$_{max}$=16GHz were obtained from the measured Sparameter and device parameters of small-signal lumped-element equivalent network were extracted using Libra software. The fabricated HBT was proved to be useful to high speed and power spplications.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.573-578
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• 2003

Low temperature selective epitaxial growth of Si and SiGe has been obtained using an industrial single wafer chemical vapor deposition module operating at reduced pressure. Epitaxial Si and heteroepitaxial SiGe deposition with Ge content about 20 % has been studied as extrinsic base for self-aligned heterojunction bipolar transistors(HBTs), which helps to reduce the parasitic resistance to obtain higher maximum oscillation frequencies(f$\_$max/). The dependence of Si and SiGe deposition rates on exposed windows and their evolution with the addition of HCl to the gas mixture are investigated. SiH$_2$Cl$_2$ was used as the source of Si SEG(Selective Epitaxial Growth) and GeH$_4$ was added to grow SiGe SEG. The addition of HCl into the gas mixture allows increasing an incubation time even low growth temperature of 675∼725$^{\circ}C$. In addition, the selectivity is enhanced for the SiGe alloy and it was proposed that the incubation time for the polycrystalline deposit on the oxide is increased probably due to GeO formation. On the other hand, when only SiGe SEG(Selective Epitaxial Growth) layer is used for extrinsic base, it shows a higher sheet resistance with Ti-silicide because of Ge segregation to the interface, but in case of Si or Si/SiGe SEG layer, the sheet resistance is decreased up to 70 %.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.183-184
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• 2007

A 40 Gb/s transimpedance amplifier IC was designed and fabricated with a InP/InGaAs HBTs technology. In this study, we interconnect 40Gbps trans impedance amplifier IC to a duroid substrate by a flip chip bonding instead of conventional wire bonding for interconnection. For flip chip bonding, we developed fine pitch bump with the $70{\mu}m$ diameter and $150{\mu}m$ pitch using WLP process. To study the effect of WLP, electrical performance was measured and analyzed in wafer and package module using WLP. The Small signal gains in wafer and package module were 7.24 dB and 6.93dB respectively. The difference of small signal gain in wafer and package module was 0.3dB. This small difference of gain is due to the short interconnection length by bump. The characteristics of return loss was under -10dB in both wafer and module. So, WLP process can be used for millimeter wave GaAs MMIC with the fine pitch pad and duroid substrate can be used in flip chip bonding process.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.63-63
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• 2003

플라즈마 공정은 DRAM, 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs), 레이저, 평면도파로(planar lightwave circuit)와 같은 전자소자 및 광조자 제작에 있어서 핵심 공정중의 하나이다. 최근 미세 구조의 크기가 극도로 감소하게 됨에 따라 실제 소작 제작에 있어서 미세한 모양을 식각하는 공정이 매우 중요하게 되었다. 그 중에서 고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma)를 이용한 기술은 빠르고 정확한 식각률, 우수한 식각 균일도와 높은 재현성 때문에 습식식각 기술보다 선호되고 있다. 본 연구는 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 BCl$_3$와 BCl$_3$/Ar 플라즈마에 따른 AlGaAs/GaAs의 식각결과를 비교 분석하였다. 공정 변수는 ICP 소스(source power)파워, RIE 척(chuck) 파워, 공정 압력, 그리고 Ar 조성비(0-100%)이었다. BCl$_3$에 Ar을 첨가하게 되면 순수한 BCl$_3$ 플라즈마에서의 AlGaAs/GaAs 식각률(> 3000 $\AA$/min) 보다 분당 약 1000$\AA$ 이상 높은 식각률(>4000 $\AA$/min)을 나타내었다. 이 결과는 Ar 플라즈마의 이온보조(ion-assisted)가 식각률 증가에 기인한다고 예측된다. 그리고 전자주사 현미경(SEM)과 원자력간 현미경(AFM)을 사용하여 식각 후 표면 거칠기 및 수직 측벽도 둥을 분석하였다. 마지막으로 XPS를 이용하여 식각된 후에 표면에 남아 있는 잔류 성분 분석을 연구하였다. 본 결과를 종합하면 BCl$_3$에 기초한 평판형 유도결합 플라즈마는 AlGaAs/GaAs 구조의 식각시 많은 우수한 특성을 보여주었다.79$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 2는 0.045$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충진재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 6번에서 다른 혼합재료에 비하여 우수한 것으로 나타났으며, 황화수소의 경우 혼합재료에 따라 약간의 차이를 보였다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아가스에 대한 흡착성능은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로 악취제거 미생물균주를 접종한 소나무수피 70%와 펄라이트 30%의 혼합재료를 24시간동안 장기간 운전

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.1-8
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• 2005

최근 Mobile용 RF ICs 적용을 위한 RF CMOS 기술과 함께 핵심 기술로 SiGe Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) 소자 개발의 중요성이 증대되고 있다. 본 논문은 현재 5GHz 동작 수준의 RF제품에서 주로 사용되는 기술인 $0.35\{mu}m$ 설계 Rule을 적용하여 $f_{max}$ 50GHz에서 동작하는 SiGe BiCMOS 기술 개발에 대한 내용을 논의한다. 본 SiGe HBT에 사용하는 에피막 성장 기술은 Trapezoidal Ge base profile 및 non-selective 방식이고, 에미터 RTA 조건 및 SiGe HBT base에 대한 Vertical Profile 최적화를 수행하였다. hFE 100, $f_{T}\;45GHz,\;NF_{min}\;0.8dB$ 수준으로 우수한 특성 및 기술 경쟁력을 갖는 SiGe BiCMOS 공정 개발 및 양산 기술을 확보하였다. 또한, 기존의 0.35um설계 Rule공정 target떼 부합되는 CMOS소자를 포함시켰으며, RF용 Passive소자로 높은 Q값을 갖는 MIM capacitor(1pF, Q>80), Inductor(2nH $Q\~$l2.5)를 제공하였다

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.218-227
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• 2003

AlGaAs/GaAs HBT 에미터 오믹 접촉을 위해 n형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉 특성을 조사하였다. Pd/Si/Ti/Pt 오믹 접촉의 경우, 증착 상태에서는 접촉 비저항을 측정할 수 없을 정도의 비오믹 특성을 보였으며, $375^{\circ}C$에서 10초 동안 열처리한 경우 $5\times10^{-3}\Omega\textrm{cm}^2$의 높은 접촉 비저항을 나타내었다. 그러나 열처리 조건을 $425^{\circ}C$, 10초로 변화시킬 경우 $2\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$의 낮은 접촉 비저항을 나타내었다. Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 경우, $450^{\circ}C$까지의 열처리 동안에 전반적으로 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$, 20초의 급속 열처리 조건에서 최저 $3.9\times10^{-7}\Omega\textrm{cm}^2$의 접촉 비저항을 나타내었다. 두 오믹 접촉 모두 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하였다. Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au를 AlGaAs/GaAs HBT의 에미터 오믹 접촉으로 사용하여 제작된 HBT 소자의 고주파 특성을 측정한 결과, 차단 주파수가 각각 63.9 ㎓ 및 74.4 ㎓로, 또한 최대공진 주파수가 각각 50.1 ㎓ 및 52.5 ㎓로 우수한 작동특성을 보였다.