• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.266-267
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• 2011

질화갈륨(GaN)은 높은 전자이동도 및 높은 항복전계를 가지며 낮은 온저항으로 인하여 에너지효율이 우수하기 때문에 고출력 전력소자 분야에서 많은 관심을 받고 있다. GaN을 이용한 고출력 전력소자의 경우 상용화 수준에 근접할 만한 기술적 진보가 있었으나, 페르미 레벨 고정(Fermi-level pinning) 현상, 소자의 누설전류 등 아직 해결되어야 할 문제를 갖고 있다. 본 연구에서는 실리콘 기판 위에 성장된 GaN 에피탁시를 활용한 고출력 전력소자의 누설전류를 억제시키기 위해 오믹 접합 중 Au의 상호확산을 억제하는 중간층 금속(Mo or Ni)을 변화시켰으며 오믹 열처리 온도에 따른 특성을 비교 연구하였다. $Cl_2$와 $BCl_3$를 이용하여 0.6 ${\mu}m$ 깊이의 메사 구조가 활성영역을 형성하였고, Si 도핑된 n-GaN 위에 Ti/Al/Mo/Au (20/100/25/200 nm) 와 Ti/Al/Ni/Au (20/100/25/200 nm) 오믹 접합을 각각 설계, 제작하였다. 오믹 열처리시의 GaN 표면오염을 방지하기 위해 $SiO_2$ 희생층을 증착하였다. 오믹 접합 형성을 위해 각 750$^{\circ}C$, 800$^{\circ}C$, 850$^{\circ}C$에서 30초간 열처리를 진행 하였으며, 이후 6 : 1 BOE 용액으로 $SiO_2$ 희생층을 제거하였다. 750, 800, 850$^{\circ}C$에서 Ti/Al/Mo/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 2.56, 2.34, 2.22 ${\Omega}$-mm 이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 43.72, 2.64, 1.86 ${\Omega}$-mm이었다. Isolation 누설전류를 측정하기 위해서 두 개의 오믹 접합 사이에 메사 구조가 있는 테스트 구조를 제안하였다. Isolation 누설전류는 Ti/Al/Mo/Au 구조에서 두 오믹 접합 사이의 거리가 25 ${\mu}m$이고 100 V일 때 750, 800, 850 $^{\circ}C$의 열처리 온도에서 각 1.25 nA/${\mu}m$, 2.48 nA/${\mu}m$, 8.76 nA/${\mu}m$이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조에서는 각 1.58 nA/${\mu}m$, 2.13 nA/${\mu}m$, 96.36 nA/${\mu}m$이었다. 열처리 온도가 증가하며 오믹 접합 저항은 감소하였으나 isolation 누설전류는 증가하였다. 750$^{\circ}C$ 열처리에서 오믹 접합 저항은Ti/Al/Mo/Au 구조가 Ti/Al/Ni/Au 구조보다 약 17배 우수하였고, 850$^{\circ}C$ 고온의 열처리 경우 Ti/Al/Mo/Au 구조의 isolation 누설전류는 8.76 nA/${\mu}m$로 Ti/Al/Ni/Au의 누설전류 96.36 nA/${\mu}m$보다 약 11배 우수하였다. Ti/Al/Mo/Au가 Ti/Al/Ni/Au 보다 오믹 접합 저항과 isolation 누설전류 측면에서 전력용 GaN 소자에 적합함을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.35-42
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• 2002

스퍼터로 성장시킨 $n-ZnO:Al(3\times10^{18}\textrm{cm}^{-3})$ 박막에 Ru 금속 박막을 이용하여 열적으로 안정하며 낮은 저항을 가지는 오믹 접촉을 제작하였다. 상온에서 $2.1{\times}10^{-3}{\Omega}\textrm{cm}^2$의 비접촉 저항을 보이던 Ru 오믹 접촉은 열처리 온도를 증가시킴에 따라 I-V특성이 향상되었고 특히 $700^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리 할 경우 $3.2{\times}10^{-5}}{\Omega}\textrm{cm}^2$의 낮은 비접촉 저항을 나타내었다. 또한 Ru 오믹 접촉 시스템은 고온에서도 안정한 특성을 나타내었는데 $700^{\circ}C$에서의 고온 열처리 후에도 1.4 nm의 아주 낮은 rms 거칠기를 갖는 평탄한 표면을 나타내었다. 이와 같이 낮은 비접촉 저항과 열적 안정성은 Ru 오믹 접촉 시스템이 ZnO를 근간으로 하는 고성능의 광소자 및 고온소자에 적합한 오믹 접촉 시스템이라는 것을 말해준다. 또한 Ru 오믹 접촉의 비접촉 저항의 열처리 온도 의존성을 설명할 수 있는 메카니즘을 제시하였다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.43-49
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• 2002

N형 InGaAs에 대한 Pd/Ge/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 급속 열처리 조건에 따른 오믹 특성을 조사하였다. $450^{\circ}C$까지의 열처리에 의해 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$/10초의 급속 열처리 후에 최저 $1.1\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$의 접촉 비저항을 나타내었다. $425^{\circ}C$ 이상의 열처리 후에 접촉 비저항이 점점 증가하여 $450^{\circ}C$에서는 오믹 재료와 InGaAs의 반응에 의해 오믹 특성의 열화가 나타났다. 그러나 high-$10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$ 정도의 비교적 우수한 오믹 특성을 유지하였고, 양호한 표면 및 계면이 얻어져 화합물 반도체 소자에의 응용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제7권5호
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• pp.390-396
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• 1997

AIGaAs/InGaAs/GaAs high electron mobility transisters(HEMT)소자의 오믹 접합재료로 일반적으로 사용되고 있는 AuGeNi의 접합저항과 열적 안정성을 향상시키기 위한 새로운 접합재료에 대해 연구하였다. 이를 위해 sub/M$_{1}$Au-Ge/M$_{2}$Au의 구조에서 M$_{1}$을 Ni과 Pd, M$_{2}$를 Ni, Ti, Mo로 하였을 경우의 접합 재료에 대한 오믹 접합 특성의 변화를 조사하였다. 또한 일반 열처리로와 램프 히터를 이용한 고속 열처리에 따른 오믹 특성을 조사하였다. M$_{1}$을 Ni에서 Pd으로 대체하였을 경우 접합 저항은 약간 증가하였으며 접합 특성의 개선을 관찰되지 않았다. M$_{2}$를 Ni에서 Ti이나 Mo로 대치하였을 경우, 접합 저항은 감소하였고 열적 안정성과 접합 형상은 현저히 개선되었다. 특히 Ni/Au-Ge/Mo/Au의 접합재료는 급속 열처리에 의해 -0.1Ωmm의 극히 낮은 잡합 저항과 우수한 접합 형상을 갖는 것으로 조사되었다.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.219-224
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• 2001

N형 InGaAs에 대한 Pd/Ge/Ti/Pt 오믹 접촉 특성을 조사하였다. $450^{\circ}C$까지의 급속 열처리에 의해 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$, 10초의 급속 열처리 조건에서 최저 $3.7\times10^{-6}\; \Omega\textrm{cm}^2$ 의 접촉 비저항을 나타내었다. 이는 열처리에 의해 생성된 Pd-Ge계 화합물의 형성 및 Ge의 InGaAs 표면으로의 확산과 관련이 있었다. 그러나 열처리 시간을 연장할 경우 접촉 비저항이 $low-10^5\; \Omega\textrm{cm}^2$로 약간 증가하였다. 고온 열처리 후에도 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.353-358
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• 2013

전류차단법은 연료전지의 저항을 측정하기 위한 효율적인 방법으로 고려된다. 본 연구에서는 서로 다른 종류의 분리판을 가지는 고분자전해질 연료지의 오믹 저항을 전류차단법을 통해 평가하였다. 그라파이트 판을 분리판으로 가지는 연료전지와 그라파이트 포일 기반의 조립형 분리판을 가지는 연료전지는 모두 전류밀도가 증가함에 따라 오믹 면적비저항이 감소하였다. 반면, 그라파이트 판을 분리판으로 가지는 연료전지의 오믹 면적비저항은 셀 온도가 증가함에 따라 멤브레인을 통한 수소 이온전달 저항이 낮아져 감소하는 경향을 보였고, 그라파이트 포일 기반의 조립형 분리판을 가지는 연료전지의 오믹 면적 비저항은 분리판 요소들의 열팽창 차이로 인해 증가하는 경향을 보여주었다.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.201-206
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• 2002

N형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 급속 열처리 조건에 따른 오믹 특성을 조사하였다. $450^{\circ}C$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. 이는 열처리에 의해 생성된 Pd-Si계 화합물의 형성 및 Si의 InGaAs 표면으로의 확산과 관련이 있었다. 그러나 $400^{\circ}C$에서 열처리 시간을 30초 이상으로 연장할 경우 접촉 비저항이 low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$ 으로 약간 증가하였고, 열처리 조건을 425~$450^{\circ}C$/10초로 변화시킬 경우 high-$10^{-7}$~low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$으로 약간 증가하였다. 이는 오믹 재료와 InGaAs의 반응에 의해 Pd-Ga계 화합물이 형성된 것과 관련이 있었다. 고온 열처리 후에도 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하다고 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.368-373
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• 2001

N형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Ti/Pt 오믹 접촉 특성을 조사하였다. 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 시간을 60초로 연장할 경우 접촉 비저항이 $1.7\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$로 급격히 감소하였고, 열처리 조건을 $425^{\circ}C$, 10초로 변화시킬 경우 $2\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$의 접촉 비저항을 나타내었다. 또한 $450^{\circ}C$까지도 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용가능하다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2007년도 추계학술발표대회 및
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• pp.47.2-47.2
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• 2007