• 제목/요약/키워드: GaN-on-Si

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GaN Power FET 모델링에 관한 연구 (Study on Modeling of GaN Power FET)

  • 강이구;정헌석;김범준;이용훈
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.51-51
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    • 2009
  • In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340V breakdown voltage. The channel thickness was 3um and the channel doping concentration is 1e17cm-3. And we carried out thermal characteristics, too.

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GaN Power FET 모델링에 관한 연구 (Study on Modeling of GaN Power FET)

  • 강이구;정헌석;김범준;이용훈
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권12호
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    • pp.1018-1022
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    • 2009
  • In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340 V breakdown voltage. The channel thickness was 3 urn and the channel doping concentration is $1e17\;cm^{-3}$. And we carried out thermal characteristics, too.

SiO2 완충층 두께에 따른 비정질 InGaZnO Pseudo-MOS Field Effect Transistor의 신뢰성 평가 (Effect of SiO2 Buffer Layer Thickness on the Device Reliability of the Amorphous InGaZnO Pseudo-MOS Field Effect Transistor)

  • 이세원;황영현;조원주
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.24-28
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    • 2012
  • In this study, we fabricated an amorphous InGaZnO pseudo-MOS transistor (a-IGZO ${\Psi}$-MOSFET) with a stacked $Si_3N_4/SiO_2$ (NO) gate dielectric and evaluated reliability of the devices with various thicknesses of a $SiO_2$ buffer layer. The roles of a $SiO_2$ buffer layer are improving the interface states and preventing degradation caused by the injection of photo-created holes because of a small valance band offset of amorphous IGZO and $Si_3N_4$. Meanwhile, excellent electrical properties were obtained for a device with 10-nm-thick $SiO_2$ buffer layer of a NO stacked dielectric. The threshold voltage shift of a device, however, was drastically increased because of its thin $SiO_2$ buffer layer which highlighted bias and light-induced hole trapping into the $Si_3N_4$ layer. As a results, the pseudo-MOS transistor with a 20-nm-thick $SiO_2$ buffer layer exhibited improved electrical characteristics and device reliability; field effective mobility(${\mu}_{FE}$) of 12.3 $cm^2/V{\cdot}s$, subthreshold slope (SS) of 148 mV/dec, trap density ($N_t$) of $4.52{\times}1011\;cm^{-2}$, negative bias illumination stress (NBIS) ${\Delta}V_{th}$ of 1.23 V, and negative bias temperature illumination stress (NBTIS) ${\Delta}V_{th}$ of 2.06 V.

Si이 고농도로 첨가된 GaAs의 photoreflectance에 관한 연구 (A Study on Photoreflectance of Heavily Si Doped GaAs)

  • 배인호;이정열;김인수;이철욱;최현태;이상윤;한병국
    • 한국재료학회지
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    • 제4권6호
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    • pp.723-729
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    • 1994
  • Si이 고농도로 첨가된 n-GaAs(100)의 Photoreflectance(PR)에 대하여 조사하였다. PR 응답은 변조빔 세기, 변조 주파수 및 온도에 의존함음 알았다. 관측된 Frantz-Keldysh oscillation(FKO)으로 부터, 띠간격 에너지($E_o$)와 표면전장(($E_s$)을 결정하였다. 온도가 상온에서 77K로 감소시킴에 따라, 띠간격 에너지는 증가하는 반면에 , 표면전장은 감소한다. 결정성은 $500^{\circ}C$에서 5분간 열처리후 크게 향상되었다.

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MBE법으로 성장된 CdTe(211)/Si 기판을 이용한 MOVPE HgCdTe 박막의 특성 향상 (Improvement of HgCdTe Qualities grown by MOVPE using MBE grown CdTe/Si as Substrate)

  • 김진상;서상희
    • 센서학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.282-288
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    • 2003
  • MBE 방법으로 Si 기판위에 성장된 CdTe(211) 박막위에 MOVPE 법으로 HgCdTe 박막을 성장하였다. 성장된 박막의 표면은 hillock 등의 결함이 없는 매우 균일한 형상을 보였다. HgCdTe 박막표면의 EPD(etch pit density) 및 (422) 결정면의 이중 결정 x-선 회절 피크의 반치폭으로 본 결정성은 GaAs 기판위에 성장된 HgCdTe 박막에 비하여 우수하였다. GaAs 기판 위에 MOVPE 법으로 성장된 HgCdTe는 기판처리 과정에서 유입된 p-형 불순물로 인해 p-형 전도성을 나타내었으나 (211)CdTe 기판 위에 성장된 박막은 77K에서 $8{\times}10^{14}/cm^3$의 운반자 농도를 갖는 n-형 전도성을 보였다. 본 연구의 결과는 최근 요구되고 있는 $1024{\times}1024$급 이상의 화소를 갖는 대면적 HgCdTe 적외선 소자 제작에 널리 적용될 것으로 판단된다.

Metamorphic HEMT에서 low-k Benzocyclobutene(BCB)를 이용한 표면 passivation 비교 연구 (Comparative Study of surface passivation for Metamorphic HEMT using low-k Benzocyclobutene(BCB))

  • 백용현;오정훈;한민;최석규;이복형;이성대;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권4호
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    • pp.80-85
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    • 2007
  • Passivation 기술은 소자를 외부 환경의 영향으로부터 보호할 수 있고, 소자 성능의 감소를 예방할 수 있기 때문에 능동 소자 제작에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서 passivation 물질로 낮은 유전 상수를 갖는 benzocyclobutene (BCB)과 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용하여 GaAs를 기반으로 하는 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}$-gate InAlAs/InGaAs metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs)를 제작하였다. 제작된 MHEMT의 특성은 passivation 전과 후로 구분하여 비교하였다. Passivation후 BCB와 Si3N4를 이용한 경우 모두에서 passivation 이전에 비해 저하된 DC 및 RF 특성을 나타내었으나, BCB를 이용하여 passivation을 한 소자들이 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용한 소자들에 비해서 상대적으로 낮은 특성 저하를 DC와 RF에서 함께 나타내었다.

Implantable and Flexible GaN LED for Biomedical Applications

  • 이건재
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.17.1-17.1
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    • 2011
  • Inorganic III-V light emitting diodes (LEDs) have superior characteristics, such as long-term stability, high efficiency, and strong brightness compared to conventional incandescent lamps and OLED. However, due to the brittle property of bulk inorganic semiconductor materials, III-V LED limits its applications in the field of high performance flexible electronics. This seminar introduces the first flexible and implantable GaN LED on plastic substrates that is transferred from bulk GaN on Si substrates. The superb properties of the flexible GaN thin film in terms of its wide band gap and high efficiency enable the dramatic extension of not only consumer electronic applications but also the biosensing scale. The flexible white LEDs are demonstrated for the feasibility of using a white light source for future flexible BLU devices. Finally a water-resist and a biocompatible PTFE-coated flexible LED biosensor can detect PSA at a detection limit of 1 ng/mL. These results show that the nitride-based flexible LED can be used as a type of implantable LED biosensor and as a therapy tool.

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GaN 완충층 두께가 GaN 에피층의 특성에 미치는 영향 (Effects of GaN Buffer Layer Thickness on Characteristics of GaN Epilayer)

  • 조용석;고의관;박용주;김은규;황성민;임시종;변동진
    • 한국재료학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.575-579
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    • 2001
  • Metal organic chemical vapor deposition (MOCVB)법을 사용하여 sapphire (0001) 기판 위에 GaN 환충층을 성장하고, 그 위에 GaN 에피층을 성장하였다. GaN 완충층은 55$0^{\circ}C$에서 약 26 nm에서 130 nm까지 각각 다른 두께로 성장하였고, GaN 에피층은 110$0^{\circ}C$에서 약 4 $\mu\textrm{m}$의 두께로 성장하였다. GaN 완충층 성장 후 atomic force microscopy (AFM)으로 표면 형상을 측정하였다. GaN 완충층의 두께가 두꺼워질수록 GaN 에피층의 표면이 매끈해지는 것을 scanning electron microscopy (SEM)으로 관찰하였다. 이것으로 GaN 에피층의 표면은 완충층의 두께와 표면 거칠기와 관계가 있다는 것을 알 수 있었다. GaN 에피층의 결정학적 특성을 double crystal X-ray diffraction (DCXRD)와 Raman spectroscopy로 측정하였다. 성장된 GaN 에퍼층의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)로 조사한 결과 두께가 두꺼운 완충층 위에 성장된 에퍼층의 결정성이 더 좋은 반면, 내부 잔류응력은 증가하는 결과를 보였다. 이러한 사실들로부터 완충층의 두께가 두꺼워짐에 따라 내부 자유에너지가 감소하여 에피층 성장시 측면성장을 도와 표면이 매끈해지고, 결정성이 좋아졌다.

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GaN FET 기반 동기정류기를 적용한 저전압-대전류 DC-DC Converter 효율예측 (A Study on the Efficiency Prediction of Low-Voltage and High-Current dc-dc Converters Using GaN FET-based Synchronous Rectifier)

  • 정재웅;김현빈;김종수;김남준
    • 전력전자학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.297-304
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    • 2017
  • The purpose of this paper is to analyze losses because of switching devices and the secondary side circuit diodes of 500 W full bridge dc-dc converter by applying gallium nitride (GaN) field-effect transistor (FET), which is one of the wide band gap devices. For the detailed device analysis, we translate the specific resistance relation caused by the GaN FET material property into algebraic expression, and investigate the influence of the GaN FET structure and characteristic on efficiency and system specifications. In addition, we mathematically compare the diode rectifier circuit loss, which is a full bridge dc-dc converter secondary side circuit, with the synchronous rectifier circuit loss using silicon metal-oxide semiconductor (Si MOSFET) or GaN FET, which produce the full bridge dc-dc converter analytical value validity to derive the final efficiency and loss. We also design the heat sink based on the mathematically derived loss value, and suggest the heat sink size by purpose and the heat divergence degree through simulation.