게이트 하부 식각 구조 및 HfO2 절연층이 도입된 AlGaN/GaN 기반 전계 효과 트랜지스터 (AlGaN/GaN Field Effect Transistor with Gate Recess Structure and HfO 2 Gate Oxide)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 60권 / 2호 / 313 ~ 319페이지
· 저자명 : 장수환, 김유경, 손주연, 이승섭, 전주호, 김만경

초록

HfO2을 게이트 산화막으로 갖는 AlGaN/GaN 기반 고이동도 전계효과 트랜지스터(high electron mobility transistor,HEMT)의 노멀리 오프(normally-off) 작동 구현을 위하여 게이트 리세스(gate-recess) 깊이에 따른 소자 특성이 시뮬레이션을 통하여 분석되었다. 전통적인 HEMT 구조, 3 nm의 두께를 갖는 게이트 리세스된 HEMT 구조, 게이트 영역에AlGaN 층을 갖지 않는 HEMT 구조가 모사되었다. 전통적인 HEMT 구조는 노멀리 온(normally-on) 특성을 나타내었으며, 0 V의 게이트 전압 및 15 V의 드레인 전압 환경에서 0.35 A의 드레인 전류 특성을 나타내었다. 3 nm의 두께를갖는 게이트 리세스된 HEMT 구조는 2DEG(2-dimensional electron gas) 채널의 전자 농도 감소로 인해, 같은 전압 인가 조건에서 0.15 A의 드레인 전류 값을 보였다. 게이트 영역에 AlGaN 층을 갖지 않는 HEMT 구조는 뚜렷한 노멀리오프 동작을 나타내었으며, 0 V의 동작전압 값을 확인할 수 있었다.

영어초록

AlGaN/GaN based HfO2 MOSHEMT (metal oxide semiconductor high electron transistor) with differentgate recess depth was simulate to demonstrate a successful normally-off operation of the transistor. Three types of theHEMT structures including a conventional HEMT, a gate-recessed HEMT with 3 nm thick AlGaN layer, and MIS-HEMTwithout AlGaN layer in the gate region. The conventional HEMT showed a normally-on characteristics with a draincurrent of 0.35 A at VG = 0 V and VDS = 15 V. The recessed HEMT with 3 nm AlGaN layer exhibited a decreased drain currentof 0.15 A under the same bias condition due to the decrease of electron concentration in 2DEG (2-dimensional electron gas)channel. For the last HEMT structure, distinctive normally- off behavior of the transistor was observed, and the turn-onvoltage was shifted to 0 V.

참고자료

· 없음