III-V 반도체 장치

원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 활성화 III-V 장치: 결정성장, 다성분 필름, 패시베이션층

장치 품질 AlN [2], InN [1] 및 GaN [3]의 결정성장이 최근에 Veeco/CNT Fiji®에서 입증되었습니다. 아래 그림 1에서 HRTEM 및 IFFT는 사파이어와 정렬된 결정형 InN이 확인됩니다. 그림 2는 GaN 상에서 성장된 고품질의 AlN을 나타내며, rocking curve의 FWHM은 37nm 필름에 대해 670아크 초이며, MBE(분자선 결정성장)에 의해 성장된 1.6μm(420 아크 초)와 비교할 만합니다.

고 전자이동도 트랜지스터는 격자 매칭 반도체 사이의 인터페이스에서 높은 이동성 2D 전자 가스를 형성하는 것에 기초합니다. 표-1은 모든 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) HEMT 장치(ALE GaN/ALE AlGaN/원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 산화 알루미늄(Al2O3))에서 낮은 캐리어 농도 및 높은 이동성을 보여주며, 이는 2D 전자 가스의 존재를 나타냅니다. 또한, HEMT 장치 성능 개선은 ALE-AlN에 의한 표면 패시베이션으로 인해 [5]을 보여주었습니다. 하이브리드 그래핀/III-N heterostructure는 그래핀의 표면 기능을 보존하는 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)의 저온에 의해 활성화된 [6]을 성장시켰습니다.

III-V 장치에 대한 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)의 이점

• 낮은 증착 온도
• 이전에 액세스하지 않은 상을 포함하여 합금의 성장 용이성
• 나노 와이어와 같은 3D 구조에서의 증착

표-1: ALD/ALE를 통한 HEMT 장치 [4]

참고 자료 – Veeco CNT 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 플랫폼에서 최근 발표된 출판물

1. Nepal, N., Anderson, V. R., Hite, J. K. & Eddy, C. R., Jr. Growth and Characterization of III-N Ternary Thin Films by Plasma Assisted Atomic Layer Epitaxy at Low Temperatures. Thin Solid Films 1–17 (2015). doi:10.1016/j.tsf.2015.04.068
2. Ozgit-Akgun, C. et al. Fabrication of flexible polymer–GaN core–shell nanofibers by the combination of electrospinning and hollow cathode plasma-assisted atomic layer deposition. J. Mater. Chem C(2015). doi:10.1039/C5TC00343A
3. Altuntas, H., Ozgit-Akgun, C., Donmez, I. & Biyikli, N. Current transport mechanisms in plasma-enhanced atomic layer deposited AlN thin films. J Appl Phys 117, 155101 (2015).
4. OConnor, E. et al. Effect of forming gas annealing on the inversion response and minority carrier generation lifetime of n and p-In0.53Ga0.47As MOS capacitors. Microelectron Eng (2015). doi:10.1016/j.mee.2015.04.103
5. Kao, E., Yang, C., Warren, R., Kozinda, A. & Lin, L. ALD titanium nitride coated carbon nanotube electrodes for electrochemical supercapacitors. TRANSDUCERS 2015 – 2015 18th International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference 498–501 (2015). doi:10.1109/TRANSDUCERS2015.7180969
6. Haider, A., Ozgit-Akgun, C., Goldenberg, E., Okyay, A. K. & Biyikli, N. Low-Temperature Deposition of Hexagonal Boron Nitride Via Sequential Injection of Triethylboron and N 2/H 2Plasma. J Am Ceram Soc n/a–n/a(2014). doi:10.1111/jace.13213
7. Assaud, L., Pitzschel, K., Hanbucken, M. & Santinacci, L. Highly-Conformal TiN Thin Films Grown by Thermal and Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition. ECS Journal of Solid State Science and Technology 3, P253–P258 (2014).
8. Koehler, A. D., Nepal, N., Anderson, J. T., Hobart, K. D. & Kub, F. J. Investigation of AlGaN/GaN HEMTs Passivated by AlN Films Grown by Atomic Layer Epitaxy. in 135 (2013).
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10. Eddy, C. R., Jr, Nepal, N., Hite, J. K. & Mastro, M. A. Perspectives on future directions in III-N semiconductor research. Journal Of Vacuum Science & Technology A-Vacuum Surfaces And Films 31, 058501 (2013).
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12. Nepal, N. et al. Epitaxial Growth of Cubic and Hexagonal InN Thin Films via Plasma-Assisted Atomic Layer Epitaxy. Cryst Growth Des 13, 1485–1490 (2013).
13. Ozgit-Akgun, C., Kayaci, F., Donmez, I., Uyar, T. & Biyikli, N. Template-Based Synthesis of Aluminum Nitride Hollow Nanofibers Via Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition. J Am Ceram Soc n/a–n/a(2012). doi:10.1111/jace.12030<
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16. Ozgit, C., Donmez, I., Alevli, M. & Biyikli, N. Atomic layer deposition of GaN at low temperatures. J Vac Sci Technol A30, 01A124(2012).
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19. Alevli, M., Ozgit, C. & Donmez, I. The Influence of Growth Temperature on the Properties of AlN Films Grown by Atomic Layer Deposition. ACTA PHYSICA POLONICA A (2011).
20. Ozgit, C., Donmez, I. & Biyikli, N. Self-Limiting Growth of GaN at Low Temperatures. ACTA PHYSICA POLONICA A (2011).