Abstract
In order to avoid oxygen contamination on the diamond surface as far as possible during the device process, the A1/Ca $F_2$/diamond MISFET(metal-insulator-semiconductor field-effect transistor) was prepared by ultrahigh vacuum process and its electrical properties were investigated. The surface conductive layer of fluorinated diamond surface was employed for the conducting channel of the MISFET. The observed effective mobility(${\mu}$e$\_$ff/) of the MISFET was 300 c $m^2$/Vs, which is the highest value obtained until now in the diamond FET. Besides, the measured surface state density of the device was ∼10$\^$11//c $m^2$ eV, which is comparable with conventional Si MOSFET$\_$s/(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors). This work is the first report of the fluorinated diamond MISFET prepared by ultrahigh vacuum process and its application to inverter circuit.
본 논문에서는 다이아몬드 표면에의 산소흡착을 억제함으로써 양호한 전기적특성을 가지는 다이아몬드 MISFET를 제작하기 위해 초고진공 프로세스(ultrahigh vacuum process)에 의해 A1/Ca $F_2$/diamond MISFET를 제작하였다. 박막반도체 다이아몬드의 표면도전층으로서는 불소종단에 의해 형성되는 표면 도전층을 이용하였다. 초고진공 프로세스에 의해 제작된 A1/Ca $F_2$/diamond MISFET로부터 상용화된 실리콘 MOSFET와 동등한 레벨인~$10^{11}$ /$cm^2$ eV의 저농도의 표면준위밀도가 관측되었고, 유효이동도 $\mu$ $e_{ff}$ 는 이제까지 발표된 박막반도체 다이아몬드 FET중 최고치인 300 $cm^2$/Vs 이었다. 본 논문에서는 또한 초고진공 프로세스에 의해 제작된 Al/Ca $F_2$/diamond MISFET를 이용하여 인버터회로(inverter circuit)를 제작하였으며, 고온고주파 환경에서 양호한 전기적 특성을 관찰하였다. 본 논문의 특징은 초고진공 프로세스에 의해 제작된 불소화 다이아몬드 박막반도체 MISFET에 관한 최초의 보고이며, 또한 다이아몬드 박막반도체 MISFET의 인버터회로(inverter circuit)동작에 관한 최초의 보고이다.다.
