KR20230090574A - AlGaN/GaN hetero-junction structure of HEMT Device of having 3 dimensional structure - Google Patents

AlGaN/GaN hetero-junction structure of HEMT Device of having 3 dimensional structure Download PDF

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Abstract

본 발명은 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 질화물반도체를 이용한 고출력 및 고주파 고전자 이동도 트랜지스터 전자소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상부에 결정 결함의 생성을 억제하는 입체 구조의 지지부, 누설전류 및 항복전압을 제어하는 ~㏁ 이상의 높은 저항값의 갖는 절연부 및 높은 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부로 구성된다. 특히, 기판 상부에 입체 구조를 형성하여 종래의 기판면과 수직방향보다 성장률이 빠른 수평 성장 방향을 제어하여 기판과의 격자상수 및 열팽창계수의 차이에 의해서 발생하여 표면까지 전파되는 결정 결함을 효과적으로 제어하는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 고주파 고전자 이동도 트랜지스터(RF High Electron Mobility Transistor_HEMT) 전자 소자를 제공한다.The present invention relates to a high-power and high-frequency high-electron mobility transistor electronic device using an AlGaN/GaN heterojunction structure nitride semiconductor, and more particularly, to a support part having a three-dimensional structure that suppresses the generation of crystal defects on a substrate, leakage current, and It consists of an insulator with a high resistance value of ~MΩ or more that controls the breakdown voltage and a driver that controls high electron concentration and mobility. In particular, by forming a three-dimensional structure on the substrate to control the horizontal growth direction, which has a faster growth rate than the vertical direction with the conventional substrate surface, effectively controlling crystal defects propagating to the surface caused by the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient with the substrate Provides an AlGaN / GaN heterojunction structure high frequency high electron mobility transistor (RF High Electron Mobility Transistor_HEMT) electronic device.

Description

입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 고전자 이동도 트랜지스터 소자{AlGaN/GaN hetero-junction structure of HEMT Device of having 3 dimensional structure}High electron mobility transistor device of AlGaN / GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure {AlGaN / GaN hetero-junction structure of HEMT Device of having 3 dimensional structure}

본 발명은 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 질화물반도체를 이용한 고출력 및 고주파 고전자 이동도 트랜지스터 전자소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상부에 결정 결함의 생성을 억제하는 입체 구조의 지지부, 누설전류 및 항복전압을 제어하는 ~㏁ 이상의 높은 저항값의 갖는 절연부 및 높은 전자농도와 이동도를 제어하는 구동부로 구성된다. 특히, 기판 상부에 입체 구조를 형성하여 종래의 기판면과 수직방향보다 성장률이 빠른 수평 성장 방향을 제어하여 기판과의 격자상수 및 열팽창계수와 큰 에너지 밴드갭 차이에 의해서 생성되어 표면까지 전파되는 결정 결함을 효과적으로 제어하는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 고주파 고전자 이동도 트랜지스터(RF High Electron Mobility Transistor_HEMT) 전자 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a high-power and high-frequency high-electron mobility transistor electronic device using an AlGaN/GaN heterojunction structure nitride semiconductor, and more particularly, to a support part having a three-dimensional structure that suppresses the generation of crystal defects on a substrate, leakage current, and It consists of an insulator with a high resistance value of ~MΩ or more that controls the breakdown voltage and a driver that controls high electron concentration and mobility. In particular, by forming a three-dimensional structure on the substrate and controlling the horizontal growth direction, which has a faster growth rate than the vertical direction with the conventional substrate surface, crystals generated by the lattice constant and thermal expansion coefficient and large energy band gap difference with the substrate and propagated to the surface It relates to an AlGaN/GaN heterojunction structure high frequency high electron mobility transistor (RF High Electron Mobility Transistor_HEMT) electronic device that effectively controls defects.

일반적으로, 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transistor_HEMT)등의 전자 소자들은 실리콘(Silicon) 또는 갈륨비소(GaAs) 등의 반도체 재료로 제조되는 일반적인 트랜지스터의 형태이다. 실리콘 반도체 재로를 사용할 경우, 전자 이동도(electron mobility_대략 1450cm2/v.sec) 가 낮기 때문에 높은 소스 저항(source resistance)을 발생시킨다는 단점을 가지고 있다. 이러한 높은 소스 저항은 실리콘 반도체 재료를 기반으로 한, 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자소자로부터 다른 방법으로 얻을 수 있는 고성능 이득(High Performance Gain)을 심각하게 저하시킨다.[CRC Press, The Electrical Engineering Handbook, Second Edition, Dorf, pp.994,1997]In general, electronic devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) are general transistor types made of semiconductor materials such as silicon or gallium arsenide (GaAs). When a silicon semiconductor material is used, it has a disadvantage in that high source resistance is generated because electron mobility_approximately 1450 cm 2 /v.sec is low. These high source resistances severely detract from the otherwise obtainable High Performance Gain from electronic devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) based on silicon semiconductor materials. [CRC Press, The Electrical Engineering Handbook, Second Edition, Dorf, pp.994,1997]

또한, 갈륨비소(GaAs) 화합물 반도체 재료를 기반으로 한 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자소자는 실리콘 반도체 재료 보다 우수한 전자 이동도(6000cm2/v.sec) 및 그에 따른 낮은 소스 저항을 가지고 있어서 우수한 성능을 갖는 고주파 동작을 구현할 수 있다. 그러나, 갈륨비소 화합물반도체 재료는 에너지 밴드갭(Energy Bandgap_1.42Ev)이 작아서 상대적으로 파괴전압(Breakdown Voltage, Vbr)이 작기 때문에, 갈륨비소 화합물반도체 재료를 기반의 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자소자가 고주파에서 고출력(High Power)의 성능을 구현하는데 한계점을 가지고 있다.In addition, electronic devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) based on gallium arsenide (GaAs) compound semiconductor materials have superior electron mobility (6000 cm 2 /v.sec) than silicon semiconductor materials. And it has a low source resistance accordingly, so that high-frequency operation with excellent performance can be implemented. However, since the gallium arsenide compound semiconductor material has a relatively small breakdown voltage (Vbr) due to a small energy bandgap (Energy Bandgap_1.42Ev), field effect transistors (FETs) and high electrons based on the gallium arsenide compound semiconductor material Electronic devices such as mobility transistors (HEMTs) have limitations in implementing high power performance at high frequencies.

AlGaN/GaN 이종 접합을 갖는 GaN 기반의 질화물반도체를 이용한 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자소자에 대한 성능 개발과 제품의 괄목한 만한 성장을 이루었다. GaN 기반의 질화물반도체는 에너지 밴드 갭(Energy Bandgap_3.4ev)이 실리콘 및 갈륨 비소 반도체 재료보다 매우 커서 항복 파괴 전압이 높고 많은 전류를 수용할 수 있기 때문에 고출력, 고온에서 동작하는 전자 소자에 적합하다. GaN 기반의 질화물 반도체을 이용한 최초의 MESFET(Metal Semiconductor FET_Metal Semiconductor Field Effect Transistor based on single crystal GaN, Appl.Phys,Lett., Vol.62, pp.1789,(1993), M.A.Khan,..)가 구현된 이래로 AlGaN/GaN 이종 접합(Hetro-Junction)을 이용한 고출력/고주파 성능을 구현할 수 있는 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)가 개발 및 상용화되었다.Performance development of electronic devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) using GaN-based nitride semiconductors with AlGaN/GaN heterojunctions and remarkable growth of products have been achieved. GaN-based nitride semiconductors have a much larger energy bandgap (Energy Bandgap_3.4ev) than silicon and gallium arsenide semiconductor materials, so they have a high breakdown voltage and can accommodate a lot of current, so they are suitable for electronic devices operating at high power and high temperatures. Implementation of the first MESFET (Metal Semiconductor FET_Metal Semiconductor Field Effect Transistor based on single crystal GaN, Appl.Phys, Lett., Vol.62, pp.1789,(1993), M.A.Khan,..) using GaN-based nitride semiconductor Since then, field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) capable of implementing high power/high frequency performance using AlGaN/GaN hetero-junctions (Hetro-Junction) have been developed and commercialized.

Khan 등의 미국 특허 제5,192,987호에는 버퍼 및 기판 위에 성장된 AlGaN/GaN 기판 HEMT 및 그 생산 방법을 개시하고 있다. 다른 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 HEMT들은 Gaska 등이 기고한 학술지 [IEEE Electron Device Letter, Vol.18, No.10, October 1997, pp.492]에 "SiC 기판에 제조된 AlGaN/GaN HFET의 고온 성능"이란 제목으로 개시되어 있으며, Ping 등이 기고한 학술지 [IEEE Electron Devices Letters, Vol.19, No.2, February 1998, Page.54]에 P형 SiC 기판 위에 성장된 고전류 AlGaN 헤테로구조 전계효과트랜지스터의 DC 및 마이크로웨이브 성능"이란 제목으로 개시되어 있다. 우 이팽(Yifeng Wu) 등의 한국 특허 제0710654호에는 "트래핑을 저감하는 3족 질화물 기반 전계 효과트랜지스터와 고전자 이동도 트랜지스터 및 그 제조 방법"과 한국 특허 제0920434호에는 "절연 게이트 갈륨비소, 질화물/갈륨 질화물계 고전자 이동도트랜지스터"개시하고 있다. 또한 비치 로버트는 한국 특허 제1045573호에는"Ⅲ족 질화물 인헨스먼트 모드 소자"을 개시하고 있다. 오키 도시히로는 한국 특허 제0955249호에는 "질화물반도체 소자 및 그 제조 방법"을 개시하고 있고, 구라하시 겐이치로등의 한국 특허 제1870524호엔는 "반도체장치 및 그 제조 방법"을 개시하고 있다. Marianne Germaine등의 미국 특허 제7,772,055호에는 "ALGAN/GAN HIGH ELECTRON MOBILITY TRANSISTRO DEVICES"개시되어 있다.US Pat. No. 5,192,987 to Khan et al. discloses an AlGaN/GaN substrate HEMT grown on a buffer and substrate and a method for producing the same. HEMTs of other AlGaN/GaN heterojunction structures were published in [IEEE Electron Device Letter, Vol.18, No.10, October 1997, pp.492] by Gaska et al. Field effect of a high-current AlGaN heterostructure grown on a P-type SiC substrate in an academic journal [IEEE Electron Devices Letters, Vol.19, No.2, February 1998, Page.54] contributed by Ping et al. DC and microwave performance of transistors". Korean Patent No. 0710654 by Yifeng Wu et al. states "Group III nitride-based field effect transistors with reduced trapping and high electron mobility transistors and their manufacture. Method" and Korean Patent No. 0920434 discloses "Insulation Gate Gallium Arsenide, Nitride/Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor". In addition, Beach Roberts Korean Patent No. 1045573 discloses "Group III Nitride Enhancement Mode Device". Korean Patent No. 0955249 by Toshihiro Oki discloses "Nitride Semiconductor Device and Manufacturing Method Thereof" and Kenichiro Kurahashi et al. discloses "Semiconductor Device and Manufacturing Method Thereof" in Korean Patent No. 1870524. US Patent No. 7,772,055 to Marianne Germaine et al. discloses "ALGAN/GAN HIGH ELECTRON MOBILITY TRANSISTRO DEVICES".

GaN 기반의 질화물반도체가 다른 Ⅲ-Ⅴ 족 화합물반도체에 비해 고주파 및 고출력 전자소자에 적합한 이유는 다음과 같이 몇 가지로 대표된다. 첫째, GaN 기반의 질화물반도체는 전자 속도는 최대값이 실온에서 2.7x107cm/sec 이므로 갈륨 비소(GaAs) 화합물반도체의 전자 속도에 비해 빠르고, 이러한 빠른 전자속도는 전자의 이동시간을 감소시켜 우수한 고주파 특성을 얻을 수 있으며, 전류 및 전류 밀도의 향상시킨다. 두번째로는, 항복 전기장이 3~4MV/cm로 실리콘카바이드(SiC)에서의 값과 비교할 만하고 넓은 에너지 밴드갭에 기인한 높은 항복 전기장은 항복 전압을 높여 고추력을 처리할 수 있다. 셋째로는, AlGaN/GaN 이종 접합에서 전도대의 불연속성이 커서 2차원적 전자가스(2 Dimensional Elctron Gas, DEG) 층내에 수용할 수 있는 전하량이 크다. 즉, 에너지 밴드갭이 6.2eV인 AlN와 3.4eV인 GaN과의 큰 에너지 밴드갭 차이로 이종 접합에서의 에너지 차이가 증가하여, 에너지 차이 중 약 70% 정도가 전도대의 불연속성을 이루므로 다른 반도체에서 보다 큰 에너지 차이를 얻을 수 있다. 큰 전도대의 불연속성은 채널(channel)에서의 전하 축적에 도움을 주어 최대 전류를 높이는데 대단히 중요한 역할을 한다. 넷째로는, AlN와 GaN 박막사이의 격자상수(lattice mismatch) 불일치로 인해 이종 접합면 주위에 상당한 양의 응력(strain)이 발생하는데, 이러한 응력은 육각형 밀집구조에서 압전 현상(peizoelctric_effect)을 발생시켜 built-in 전기장이 형성된다. 이러한 built-in 전기장은 대개의 경우 전자가 이동하는 채널에 더 많이 집중시키는 역할을 하므로 채널의 전하량이 증대하게 되고 결국 최대 전류를 높이는데 도움이 된다.The reasons why GaN-based nitride semiconductors are suitable for high-frequency and high-power electronic devices compared to other III-V compound semiconductors are represented as follows. First, GaN-based nitride semiconductors have a maximum electron speed of 2.7x10 7 cm/sec at room temperature, which is faster than that of gallium arsenide (GaAs) compound semiconductors. High-frequency characteristics can be obtained, and current and current density are improved. Second, the breakdown electric field is 3 to 4 MV/cm, comparable to the value in silicon carbide (SiC), and the high breakdown electric field due to the wide energy band gap can handle high force by increasing the breakdown voltage. Thirdly, the discontinuity of the conduction band in the AlGaN/GaN heterojunction is large, and the amount of charge that can be accommodated in the 2-dimensional electron gas (DEG) layer is large. That is, the energy difference in the heterojunction increases due to the large energy bandgap difference between AlN with an energy bandgap of 6.2eV and GaN with an energy bandgap of 3.4eV, and about 70% of the energy difference forms a discontinuity in the conduction band. A larger energy difference can be obtained. The large conduction band discontinuity helps charge accumulation in the channel and plays a very important role in increasing the maximum current. Fourth, a significant amount of strain occurs around the heterojunction surface due to mismatch of lattice mismatch between AlN and GaN thin films. This stress generates a piezoelctric_effect in the hexagonal close-packed structure, A built-in electric field is formed. In most cases, this built-in electric field serves to focus more electrons on the channel where electrons move, so the amount of charge in the channel increases and eventually helps to increase the maximum current.

일반적으로, AlGaN/GaN 이종접합 구조의 전계효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자소자는 낮은 상호전달컨턱턴스(Gm) 특성을 가지고 있으며, 전자의 채널층으로 사용되는 단결정 GaN 박막층은 불순물(Si)을 도핑 또는 도핑하지 않느냐에 따라서 AlGaN/GaN 이종접합 계면에 형성된 2차원 전자가스(2DEG)층내의 Sheet 캐리어 농도와 전자의 이동도 특성이 향상된다.In general, electronic devices such as AlGaN/GaN heterojunction structure field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) have low mutual transfer conductance (Gm) characteristics and are used as electronic channel layers. Depending on whether the single crystal GaN thin film layer is doped or not doped with impurities (Si), the sheet carrier concentration and electron mobility characteristics in the two-dimensional electron gas (2DEG) layer formed at the AlGaN/GaN heterojunction interface are improved.

단결정 GaN 질화물반도체는 아주 우수한 물질적 특성을 가지고 있어서, AlGaN/GaN 이종 접합 구조 형성 시, 고농도 2차원 전자층(2DEG)가 생성되기 때문에 낮은 온저항, 높은 전류밀도, 높은 전자 이동도를 얻을 수 있다. GaN 기반의 질화물반도체는 실리콘, 사파이어 및 실리콘카바이드 기판위에 MOCVD 또는 MBE 장비를 이용하여 고품질의 단결정 에피택셜 박막으로 성장시키는데, 그 중에서도 실리콘카바이드(SiC) 기판이 열전도성이 우수하고 GaN와 격자상수 및 열팽창계수 차이가 적어 AlGaN/GaN 이종접합 구조의 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 전자 소자의 고출력과 우수한 고주파 성능 및 신뢰성을 확보가 용이하다. 또한 화?d물반도체인 GaAs와 InP 기반의 소자에 비해서도 우수한 고온 안정성, 단위 면적당 10배 이상의 고출력 특성, 높은 선형성 그리고 우수한 저잡음 특성 등 월등한 성능 우위를 가지고 있다.Single-crystal GaN nitride semiconductors have excellent material properties, and when forming an AlGaN/GaN heterojunction structure, a high-concentration two-dimensional electron layer (2DEG) is created, so low on-resistance, high current density, and high electron mobility can be obtained. . GaN-based nitride semiconductors are grown as high-quality single-crystal epitaxial thin films on silicon, sapphire, and silicon carbide substrates using MOCVD or MBE equipment. Among them, silicon carbide (SiC) substrates have excellent thermal conductivity, It is easy to secure high output and excellent high-frequency performance and reliability of electronic devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) of AlGaN/GaN heterojunction structure because the difference in thermal expansion coefficient is small. In addition, it has superior performance advantages over GaAs and InP-based devices, which are chemical semiconductors, such as excellent high-temperature stability, 10 times higher output per unit area, high linearity, and excellent low-noise characteristics.

또한 실리콘카바이드(SiC) 기판은 열전도성이 우수하여 소자 동작 시, 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 열에 의한 소자의 특성 저하를 완화할 수 있고, SiC와 GaN과의 격자상수 및 열팽창계수 차이가 다른 Si, Sapphire 기판에 비해 적어 결정 결함 및 스트레스를 줄여 우수한 신뢰성을 확보가 용이하고 고품질의 GaN 기반의 질화물반도체 박막층 및 구조를 성장할 수 있어 보다 우수한 전기적 특성을 얻을 수 있다.In addition, the silicon carbide (SiC) substrate has excellent thermal conductivity, so it can effectively dissipate heat generated during device operation to mitigate the deterioration of device characteristics due to heat, and SiC and GaN have different lattice constants and thermal expansion coefficients. , compared to the Sapphire substrate, it is easy to secure excellent reliability by reducing crystal defects and stress, and it is possible to grow a high-quality GaN-based nitride semiconductor thin film layer and structure, so that better electrical properties can be obtained.

AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)등의 RF 증폭 소자를 제작하기 위해서는, 열전도성이 우수하고 고출력에 용이한 실리콘카바이드(SiC) 기판 위에 고품질의 단결정 구조로 MOCVD 및 MBE 장비를 이용하여 성장시킨다. AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 FET 및 HEMT 전자 소자의 성능 향상을 위한 연구개발이 집중되고 있다. 이를 위해서는 다음과 같은 조건들을 만족시켜야 한다. 1)AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 설계 및 성장, 2)고저항 버퍼층 및 Back Barrier 구조 성장, 3)RF 특성을 향상시키기 위한 FET 및 HEMT 소자에 대한 AlGaN/GaN 이종접합 구조 설계, 4)신뢰성 향상을 위한 AlGaN/GaN 이종접합 구조 성장 기술 등에 대한 연구/개발이 요구된다. 보다 구체적으로는 1)적절한 AlGaN 장벽층 성장조건을 이용한 AlGaN/GaN 이종 접합 구조 성장 기술, 2)누설전류 감소 및 항복전압 향상을 위한 AlGaN 및 p-GaN Back Barrier 기술, 3)Iron 또는 Carbon 도핑을 위한 고저항 버퍼층 성장 기술, 4)단채널효과를 줄이기 위한 얇은 Al(In)N 장벽층 성장 기술, 5)우수한 표면 특성을 위한 In-Situ Capping 층 성장 기술 등의 최적화가 필요하다. 이러한 최적화된 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 설계 및 성장을 통해서 FET 및 HEMT 전자 소자의 RF 고출력 전력증폭 소자가 제공된다.In order to manufacture RF amplification devices such as field effect transistors (FETs) and high electron mobility transistors (HEMTs) having an AlGaN/GaN heterojunction structure, high-quality silicon carbide (SiC) substrates with excellent thermal conductivity and easy high output The single crystal structure of is grown using MOCVD and MBE equipment. Research and development for improving the performance of FET and HEMT electronic devices having an AlGaN/GaN heterojunction structure is being concentrated. For this, the following conditions must be satisfied. 1) Design and growth of AlGaN/GaN heterojunction structure, 2) Growth of high-resistance buffer layer and back barrier structure, 3) Design of AlGaN/GaN heterojunction structure for FET and HEMT devices to improve RF characteristics, 4) Improvement of reliability Research / development on AlGaN / GaN heterojunction structure growth technology for More specifically, 1) AlGaN/GaN heterojunction structure growth technology using appropriate AlGaN barrier layer growth conditions, 2) AlGaN and p-GaN back barrier technology for reducing leakage current and improving breakdown voltage, 3) Iron or Carbon doping 4) thin Al(In)N barrier layer growth technology to reduce the short channel effect, 5) in-situ capping layer growth technology for excellent surface properties. Through the design and growth of this optimized AlGaN/GaN heterojunction structure, RF high-output power amplification devices of FET and HEMT electronic devices are provided.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판과의 격자상수 및 열팽창계수와 큰 에너지 밴드갭 차이에 의해서 생성되는 결정 결함, 특히 표면까지 전파되는 선결함을 효과적으로 제어하여 낮은 벌크 누설 전류 및 높은 항복 전압과 우수한 고주파(RF) 특성을 갖는 AlGaN/GaN 이종 정합 구조를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 전자 소자를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to effectively control crystal defects, especially line defects propagating to the surface, generated by the lattice constant and thermal expansion coefficient of the substrate and the large energy band gap difference, resulting in low bulk leakage current and high breakdown voltage and excellent An object of the present invention is to provide a high frequency (RF) high electron mobility transistor (HEMT) electronic device having an AlGaN/GaN hetero-matching structure having high frequency (RF) characteristics.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자소자에서; 기판 상부에 형성되어 격자 상수와 스트레인(응력)을 제어하는 지지부(100), 상기 지지부 상부에 형성되고 누설전류와 항복 전압을 제어하는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되고 2DEG 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부(100)를 포함하며, 상기 지지부(300)는; 기판 상부에 형성되는 AlN 격자 정합층(401), 상기 AlN 격자 정합층 상부에 형성되는 AlyGa1-yN 스트레인(응력) 정합층(402), 상기 AlyGa1-yN 스트레인(응력) 정합층 상부에 형성되는 AlGaN 지지층(403)으로 구성되고, 상기 절연부(200)은; ~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(404)이며, 상기 구동부(100)은; 상기 반절연성 AlyGa1-yN층(404) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN (405) 전자 구속층(405), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(405) 상부에 형성되는 AlGaN 채널층(406), 상기 AlGaN 채널층 상부에 형성되는 AlN 공간층(408), 상기 AlN 공간층(408) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(409), 상기 AlcGa1-cN 장벽층(409) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(410), 또는, 상기 AlcGa1-cN 장벽층(409) 상부에 n-AlGaN 전자 공급층;을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.The present invention for achieving the above technical problem, in the HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure; The support part 100 formed on the substrate to control the lattice constant and strain (stress), the insulating part 200 formed on the support part to control the leakage current and the breakdown voltage, and the 2DEG electron concentration formed on the insulating part And a driving unit 100 for controlling the mobility, the support unit 300; An AlN lattice matching layer 401 formed on the substrate, an Al y Ga 1-y N strain (stress) matching layer 402 formed on the AlN lattice matching layer, and the Al y Ga 1-y N strain (stress ) composed of an AlGaN support layer 403 formed on the matching layer, and the insulating part 200; It is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a structure of Acceptor-H complex distribution having a high resistance value of ~ MΩ or more, and the driving unit 100; An Al a Ga 1-a N (405) electron confinement layer 405 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-a N layer 404, and an upper portion of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405 An AlGaN channel layer 406 formed on the AlGaN channel layer, an AlN space layer 408 formed on the AlGaN channel layer, an Al c Ga 1-c N barrier layer 409 formed on the AlN space layer 408, the A surface protection layer and an electrode contact layer 410 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 409, or an n-AlGaN electron supply layer on the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 It provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including;

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서; 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 지지부(300) 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부(200) 상부에 형성되고 2DEG 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부(100)를 포함하고, 상기 입체 구조를 갖는 지지부(100)는; 기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(501), 상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(501) 상부에 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층(502), 상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층 상부에 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(503), 상기 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(503) 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(504), 상기 절연부(200)은;~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(505)이며, 상기 구동부(300)은; 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(505) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(506), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(506) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(507), 상기 AlbGa1-bN 채널층(507) 상부에 형성되는 AlN 공간층(509), 상기 AlN 공간층(509) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(510), 상기 AlcGa1-cN 장벽층(510) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(511); 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(508);을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.Another technical problem of the present invention is, in a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure; A support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate, an insulating part 200 formed on the support part 300, and a driving part 100 formed on the insulating part 200 and controlling 2DEG electron concentration and mobility. ), and the support 100 having the three-dimensional structure; An AlN lattice matching layer 501 having a three-dimensional structure of the bottom/side/top in a regular arrangement on the substrate, and AlN formed in a mixture of vertical and horizontal directions on the top of the AlN lattice matching layer 501 of the primary three-dimensional structure A lattice matching layer 502, an Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 503 formed on the AlN lattice matching layer formed by mixing the vertical and horizontal directions, and the Al x Ga 1-x N strain (Stress) Al y Ga 1-y N support layer 504 formed on top of the matching layer 503, the insulating part 200 has a structure of Acceptor-H complex distribution with a high resistance value of ~ MΩ or more Semi-insulating property Al y Ga 1-y N layer 505, the driving unit 300; An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed on the semi-insulating Al y Ga 1- y N layer 505, and an Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed on the top Al b Ga 1-b N channel layer 507, an AlN space layer 509 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 507, and Al c formed on the AlN space layer 509 a Ga 1-c N barrier layer 510, a surface protection layer and an electrode contact layer 511 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 510; Provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including a 2DEG layer 508 at the interface between the AlN space layer 509 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part.

그리고 본 발명의 기술적 과제는, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서; 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 입체 구조를 갖는 지지부 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(300)로 구성되며, 상기 입체 구조를 갖는 지지부는(300); 기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(601), 상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(602), 상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층 상부에 형성되고, 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(603), 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(604), 상기 절연부(200)은;~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(605)이며, 상기 구동부(100)은; 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(605) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(606), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(606) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(607), 상기 AlbGa1-bN 채널층(607) 상부에 형성되는 AlN 공간층(609), 상기 AlN 공간층(609) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(610), 상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(611); 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(608);을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.And the technical problem of the present invention, in the HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure; It consists of a support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate, an insulating part 200 formed on the support part having the three-dimensional structure, and a driving part 300 formed on the insulating part, and the support part having the three-dimensional structure is (300); An AlN lattice matching layer 601 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate, and a mixture of vertical and horizontal directions on the top of the AlN lattice matching layer 601 of the primary three-dimensional structure The AlN lattice matching layer 602 having a secondary three-dimensional structure formed on top of the AlN lattice matching layer having a secondary three-dimensional structure formed by mixing the vertical and horizontal directions, and Al formed by mixing the vertical and horizontal directions x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 603, an Al y Ga 1-y N support layer formed on top of the Al x Ga 1 -x N strain (stress) matching layer formed by mixing the vertical and horizontal directions (604), the insulating part 200 is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having a structure of Acceptor-H complex distribution having a high resistance value of ~ MΩ or more, and the driving part 100 is ; An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-a N layer 605, and an Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 formed on the top Al b Ga 1-b N channel layer 607, an AlN space layer 609 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 607, and Al c formed on the AlN space layer 609 a Ga 1-c N barrier layer 610, a surface protection layer and an electrode contact layer 611 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer; It provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including a 2DEG layer 608 at the interface between the AlN space layer 509 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part.

그리고 본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서; 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 입체 구조를 갖는 지지부 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성되며, 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)는; 기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701), 상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701) 상부에 형성된 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(702), 상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlGaN 스트레인 정합층(703), 또한,AlxGa1-xN 스트레인 정합(703)의 입체 구조의 입체 면적이 2 차 AlN 격자 정합층(702)의 입체 면적보다 크며, 상기 입체 구조를 갖는 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(704), 상기 절연부(200)은;~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(705)이며, 상기 구동부(100)은; 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(705) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(706), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(706) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(707), 상기 AlbGa1-bN 채널층(707) 상부에 형성되는 AlN 공간층(709), 상기 AlN 공간층(709) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(710), 상기 AlcGa1-cN 장벽층(710) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(711); 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(709)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(708);을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.And another technical problem of the present invention, in the HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure; It consists of a support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate, an insulating part 200 formed on the support part having the three-dimensional structure, and a driving part 100 formed on the insulating part, and the support part having the three-dimensional structure 300 is; An AlN lattice matching layer 701 having a regular arrangement of lower/side/upper primary three-dimensional structures on a substrate, and a lower/side/upper formed on the AlN lattice matching layer 701 having a primary three-dimensional structure An AlN lattice matching layer 702 having a secondary three-dimensional structure, an AlGaN strain matching layer 703 having a three-dimensional structure of lower / side / upper parts on top of the AlN lattice matching layer of the secondary three-dimensional structure, and Al x Ga 1 The three-dimensional area of the three-dimensional structure of the -x N strain matching layer 703 is larger than that of the secondary AlN lattice matching layer 702, and the top of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 703 having the three-dimensional structure The Al y Ga 1-y N support layer 704 having a three-dimensional structure formed by mixing the vertical and horizontal directions, and the insulating part 200 has an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~ MΩ or more A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705, the driving unit 100; An Al a Ga 1-a N electron confining layer 706 formed on the semi-insulating Al y Ga 1- y N layer 705, and an Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706 formed on the top Al b Ga 1-b N channel layer 707, an AlN space layer 709 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 707, and Al c formed on the AlN space layer 709 a Ga 1-c N barrier layer 710, a surface protection layer and an electrode contact layer 711 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 710; Provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including a 2DEG layer 708 at the interface between the AlN space layer 709 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part.

또한 본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(100), 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300) 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성되며, 상기 입체 구조를 갖는 지지부(100)는; 기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801), 상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801) 상부에 형성된 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802), 상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802) 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlxGa 1-xN 스트레인 정합층(803), 상기 입체 구조를 갖는 AlxGa 1-xN 스트레인 정합층(803) 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804), 상기 절연부(200)은; 상기 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804) 상부에 형성되고, 수평 방향과 수직 방향의 성장이 혼재되어 있으며,~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(805)이며, 상기 구동부(100)은; 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(805) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(806), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(806) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(807), 상기 AlbGa1-bN 채널층(807) 상부에 형성되는 AlN 공간층(809), 상기 AlN 공간층(809) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(810), 상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(811);을 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(809)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(808);을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.In addition, another technical problem of the present invention is a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure, a support part 100 having a three-dimensional structure formed on an upper part of a substrate, and an upper part of the support part 300 having the three-dimensional structure The support part 100 having the three-dimensional structure and composed of an insulating part 200 formed and a driving part 100 formed on an upper part of the insulating part; The AlN lattice matching layer 801 having a primary three-dimensional structure of the bottom/side/top in a regular arrangement on the substrate, and the bottom/side/top formed on the AlN lattice matching layer 801 having the primary three-dimensional structure AlN lattice matching layer 802 having a secondary three-dimensional structure, an Al x Ga 1-x N strain matching layer having a three-dimensional structure of lower / side / upper part on top of the AlN lattice matching layer 802 of the secondary three-dimensional structure ( 803), Al y Ga 1-y N support layer 804 having a three-dimensional structure of lower / side / upper part on top of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 having the three-dimensional structure, and the insulating part 200 )silver; It is formed on top of the Al y Ga 1-y N support layer 804 having the three-dimensional structure, growth in the horizontal and vertical directions is mixed, and has an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~ MΩ or more. A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805, the driving unit 100; An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-a N layer 805, and an Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 formed on the top Al b Ga 1-b N channel layer 807, an AlN space layer 809 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 807, and Al c formed on the AlN space layer 809 A Ga 1-c N barrier layer 810, a surface protection layer and an electrode contact layer 811 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer; It provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including; formed Al b Ga 1-b 2DEG layer 808 at the interface of the N channel layer.

상술한 본 발명에 따르면, 기판 상부에 규칙적인 배열의 [하부/측면/상부] 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층을 형성하고, 상기 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층 상부에 동일한 입체 구조이면서 점진적으로 입체면적이 큰 AlGaN 스트레인 정합층과 AlGaN 지지층으로 구성된다. 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층,AlGaN 스트레인 정합 및 AlGaN 지지층은 기판면에서 수직방향으로 우선되는 종래의 성장 방식과 다르게 수평과 수직이 혼재하는 입체 성장방식으로서, 수평 성장 방향이 수직 성장 방향보다 최소 3 배 이상 빠른 성장률을 제공한다. 따라서 이러한 수평 성장 방향으로 기판과의 격자상수와 열팽창계수의 차이에 의해서 생성되고, 표면까지 전파되는 선결함을 효과적으로 억제하는 고품질의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자소자를 제공한다. 또한 ~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층 적용하여 낮은 누설전류 및 큰 항복 전압에 의해서 우수한 고주파(RF) 특성을 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 FET 및 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.According to the present invention described above, an AlN lattice matching layer having a regularly arranged [lower/side/upper] three-dimensional structure is formed on the top of a substrate, and the same three-dimensional structure is gradually formed on top of the AlN lattice matching layer having the three-dimensional structure. It consists of an AlGaN strain matching layer with a large three-dimensional area and an AlGaN support layer. The AlN lattice matching layer, AlGaN strain matching, and AlGaN support layer having a three-dimensional structure are a three-dimensional growth method in which horizontal and vertical are mixed, unlike the conventional growth method in which the vertical direction is prioritized on the substrate surface, and the horizontal growth direction is the minimum than the vertical growth direction. Provides a growth rate more than 3 times faster. Therefore, a high-quality AlGaN/GaN heterojunction RF HEMT electronic device that effectively suppresses line defects generated by the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient with the substrate in the horizontal growth direction and propagated to the surface is provided. In addition, by applying a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer with a high resistance value of ~MΩ or more, FET and RF HEMT having an AlGaN / GaN heterojunction structure with excellent RF characteristics due to low leakage current and high breakdown voltage An electronic device is provided.

도 1. 단결정 GaN 층 상부에 평면성장(수직방향)과 입체 성장된(수평/수직 혼재)AlN 및 AlGaN/AlN 이종접합 구조에 대한 표면 사진.
도 2. 단결정 GaN 층 상부에 입체 구조로 형성된 AlGaN/AlN 이종 접합에 대한 표면사진(a) 및 A-B 단면도(b).
도 3. 격자 상수 차이에 의한 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
도 4. AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
도 5. 평면과 입체 구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
도 6. 평면과 입체 구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
도 7. 평면과 입체 구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
도 8. 평면과 입체 구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT Epi. Wafer 단면도.
Figure 1. Surface photographs of planar (vertical) and three-dimensionally grown (horizontal/vertical mixed) AlN and AlGaN/AlN heterojunction structures on top of a single-crystal GaN layer.
Figure 2. Surface photograph (a) and AB cross-section (b) of an AlGaN/AlN heterojunction formed in a three-dimensional structure on top of a single-crystal GaN layer.
Figure 3. HEMT Epi with AlGaN/GaN heterojunction structure by lattice constant difference. Wafer cross section.
Figure 4. HEMT Epi with AlGaN/GaN heterojunction structure. Wafer cross section.
Figure 5. HEMT Epi with planar and three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structures. Wafer cross section.
Figure 6. HEMT Epi with planar and three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structures. Wafer cross section.
Figure 7. HEMT Epi with planar and three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structures. Wafer cross section.
Figure 8. HEMT Epi with planar and three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structures. Wafer cross section.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에서 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속한는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 도일 참조 부호는 도일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Throughout the specification, reference numerals refer to components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 누설전류 및 항복 전압을 개선한 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transister, HEMT, 이하 HEMT로 명칭함)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a high frequency (RF) high electron mobility transistor (High Electron Mobility Transistor, HEMT, hereinafter referred to as HEMT) with improved leakage current and breakdown voltage according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. .

질화물반도체 재료를 이용한 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor_FET, 하기 FET 명칭함) 및 고전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transistor_HEMT, 하기 HEMT 명칭함) RF 전자 소자에서, 고농도 전자 이동도를 향상시키기 위해서는 고품질의 GaN 채널층 성장되어야 하며, 이 채널층내로 전자의 이동도를 제한하기 위해서 채널층 하부로 흐르는 누설전류를 최대한 방지하고 항복 전압이 높은 두꺼운 고품질의 고저항 GaN 층이 필연적으로 요구된다. 고저항 단결정 GaN층은 불순물을 도핑하지 않고 deeep Acceptor 역할을 하는 Ga 공공(vacancy)를 이용하는 undoped GaN층, Iron, Carbon, 및 Fe 불순물이 도핑된 GaN층이 사용된다. Iron 불순물은 메모리 효과로 인해 성장이 어려운 단점이 있으며, Carbon 불순물 도핑 방법은 TMGa MO source가 성장 챔버내로 유입되면서 고온의 성장온도에 의해서 해리되는 과정에서 형성된 부산물인 Carbon를 도핑하여 고저항 GaN층을 구현하는 방식이다.High-concentration electron movement in AlGaN/GaN heterojunction structure field effect transistor (Field Effect Transistor_FET, hereinafter referred to as FET) and high electron mobility transistor (High Electron Mobility Transistor_HEMT, hereinafter referred to as HEMT) RF electronic device using nitride semiconductor material In order to improve the conductivity, a high-quality GaN channel layer must be grown, and in order to limit the mobility of electrons into the channel layer, a thick, high-quality, high-resistance GaN layer with a high breakdown voltage and a maximum prevention of leakage current flowing down the channel layer is inevitable. is required as The high-resistance single-crystal GaN layer uses an undoped GaN layer using Ga vacancies that serve as a deep acceptor without doping impurities, and a GaN layer doped with iron, carbon, and Fe impurities. Iron impurities are difficult to grow due to the memory effect, and the carbon impurity doping method is a high-resistance GaN layer by doping carbon, which is a by-product formed in the process of dissociation by the high growth temperature as the TMGa MO source is introduced into the growth chamber. way to implement it.

본 발명에서는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비를 이용하여, 낮은 벌크 누설전류 및 높은 항복 전압을 갖는 고품질의 두꺼운 반절연성 AlxGa1-xN층은 p-형 도판트 불순물인 Fe, Ir, Zn(DMZn)와 Mg(Cp2Mg) 및 Carbon(TMGa) 등의 불순물을 AlxGa1-xN층 성장중에 주입하여 ~㏁ 이상의 높은 저항을 갖는 Acceptor(Mg, Zn)-H complex 구조를 성장하였다. Zn(DMZn) 또는 Mg(Cp2Mg) 불순물인 경우, 고품질의 단결정 AlxGa1-xN층은 이온 결합 특성이 강하기 때문에 불순물의 에너지 준위가 200meV으로 ~㏁ 이상의 Acceptor(Mg 또는 Zn)-H complex에 의한 반절연성 특성 자체를 이용하였다.이러한 AlxGa1-xN층내에 존재하는 Acceptor-H complex은 매우 높은 저항값에 의해서 전기 전도도에 기여하는 홀 캐리어가 거의 없는 Zn 또는 Mg 불순물이 수소와 결합되어 분포하는 것으로써, 전기 전도도에 기여하는 홀을 형성하는 p-형 AlxGa1-xN층이 아니다.In the present invention, by using MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) equipment, a high-quality thick semi-insulating Al x Ga 1-x N layer having low bulk leakage current and high breakdown voltage is formed with p-type dopant impurities Fe, Ir , Zn (DMZn), Mg (Cp 2 Mg), and Carbon (TMGa) are implanted during the Al x Ga 1-x N layer growth to form an acceptor (Mg, Zn)-H complex structure with high resistance of ~MΩ or more. has grown. In the case of Zn (DMZn) or Mg (Cp 2 Mg) impurities, the high-quality single-crystal Al x Ga 1-x N layer has strong ionic bonding characteristics, so the energy level of the impurity is 200 meV, and the acceptor (Mg or Zn)- The semi-insulating property of the H complex itself was used. The Acceptor-H complex present in the Al x Ga 1-x N layer contains Zn or Mg impurities that have almost no hole carriers contributing to electrical conductivity by a very high resistance value. It is not the p-type Al x Ga 1-x N layer that forms holes contributing to electrical conductivity by distributing in combination with hydrogen.

본 발명에서는 결정 결함 생성 및 전파를 효과적으로 억제시키는 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 입체 구조를 포함하는 지지부, 낮은 누설전류 및 높은 항복 전압을 갖는 절연부 그리고 고전자 농도/이동도를 갖는 구동부로 구성된 입체 구조의 AlGaN/GaN 이종 정합을 갖는 FET 및 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.In the present invention, a support part including a three-dimensional structure of a bottom/side/upper part in a regular arrangement that effectively suppresses generation and propagation of crystal defects, an insulating part having low leakage current and high breakdown voltage, and a driving part having high electron concentration/mobility Provided are FET and RF HEMT electronic devices having a three-dimensional structure of AlGaN / GaN heterogeneous matching.

도 1 은, 본 발명의 실시예로서, MOCVD 장비를 이용하여 사파이어 기판 위에 AlN 버퍼층을 성장시킨 후, 1050℃의 고온에서 2 ㎛ 두께를 갖는 undoped GaN 층을 성장하고, undoped GaN 층 상부에 1100℃의 고온에서 1000Å 의 두께를 갖는 AlN 층과 AlN 층 상부에 0.3 ㎛의 두께를 갖는 AlGaN 층을 평면 및 입체 구조로 성장한 이종 접합의 형상을 비교한 표면 사진을 나타낸 것이다.1 shows, as an embodiment of the present invention, after growing an AlN buffer layer on a sapphire substrate using MOCVD equipment, growing an undoped GaN layer having a thickness of 2 μm at a high temperature of 1050 ° C, and 1100 ° C on top of the undoped GaN layer It shows surface photographs comparing the shapes of heterojunctions grown in planar and three-dimensional structures with an AlN layer with a thickness of 1000 Å and an AlGaN layer with a thickness of 0.3 μm on top of the AlN layer at a high temperature of .

또한, 입체 구조를 갖는 AlN/GaN 과 AlGaN/AlN/GaN 이종 접합은 undoped GaN 표면에 0.1~1 ㎛ 두께 범위의 식각 높이(etch depth)로 다양한 형상을 갖는 패턴으로 건식 식각하여 형성한 후 재성장하는 방식이다. 이때, 사용되는 소스 및 캐리어 가스는 고순도 NH3, H2, N2 이고, MO source 는 TMGa, TMAl 이며,AlN 와 AlGaN 층의 성장온도는 1100℃이다.AlGaN 개별층에 대한 Al 조성(함량)은 각각 90, 80, 70, 60%이다. 또한, 사파이어 기판 대신 SiC 기판을 사용할 경우, GaN 층과의 격자상수 차이가 적어서 상대적으로 고품질의 결정성이 제공된다.In addition, AlN / GaN and AlGaN / AlN / GaN heterojunctions having a three-dimensional structure are formed by dry etching in patterns having various shapes with an etch depth in the range of 0.1 to 1 μm on the undoped GaN surface, and then re-grown. way. At this time, the source and carrier gases used are high purity NH 3 , H 2 , N 2 , the MO source is TMGa and TMAl, and the growth temperature of the AlN and AlGaN layers is 1100 ° C. Al composition (content) for individual AlGaN layers are 90, 80, 70, and 60%, respectively. In addition, when a SiC substrate is used instead of a sapphire substrate, a relatively high quality crystallinity is provided due to a small difference in lattice constant from the GaN layer.

도 1 를 참조하면, 종래의 기판면에서 수직방향으로 성장된 GaN 상부에 AlN 또는 AlGaN/AlN 이종 접합 구조가 성장될 경우, GaN 와 AlN 층과의 격자상수 및 열팽창계수의 차이에 의한 격자 부정합 및 큰 에너지밴드갭의 차이에 큰 응력이 발생하여 크랙(crack) 및 핏(pit)이 표면에 형성된다. 일반적으로 성장온도의 증/감에 의해 GaN 층은 압축 응력(compressive strain)과 AlN 층은 팽창응력(tensile strain)으로 작용하므로 적절한 스트레인(응력) 정합층이 요구된다.Referring to FIG. 1, when an AlN or AlGaN/AlN heterojunction structure is grown on top of GaN grown in the vertical direction on a conventional substrate surface, lattice mismatch due to the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between GaN and AlN layers, and A large stress is generated due to a large difference in energy band gap, and cracks and pits are formed on the surface. In general, as the growth temperature increases/decreases, the GaN layer acts as compressive strain and the AlN layer acts as tensile strain, so an appropriate strain (stress) matching layer is required.

도 1 를 참조하면, 입체 구조를 갖는 AlN/GaN 및 AlGaN/AlN/GaN 구조인 경우, 오목 형상(육각형), 볼록 형상(cycle) 및 혼합구조(육각형/원형)에서 크랙(crack) 및 핏(pit)이 생성되지 않은 깨끗한 표면을 얻는다. 이러한 결과는, 다양한 형상과 구조를 갖는 입체 구조가 수직 방향의 성장보다는 수평 방향의 성장이 우선하기 때문이다. 즉, 수평 방향으로 입체 구조가 성장되면서 기판면에서 수직 방향으로 전파되는 스트레인(응력)을 수평 방향으로 우선되는 성장모드에 의해서 스트레인(응력)이 방향을 수평방향으로 변환시킨 결과이다.Referring to FIG. 1, in the case of AlN / GaN and AlGaN / AlN / GaN structures having three-dimensional structures, cracks and pits in concave (hexagonal), convex (cycle) and mixed structures (hexagonal / circular) ( A clean surface without pits is obtained. This result is because horizontal growth takes precedence over vertical growth in three-dimensional structures having various shapes and structures. That is, as the three-dimensional structure is grown in the horizontal direction, the strain (stress) propagating in the vertical direction on the substrate surface is converted to the horizontal direction by the growth mode that has priority in the horizontal direction.

또한, 다양한 Al 조성(함량)을 갖는 AlGaN 층은 90%에서 60%까지 변화하더라도 크랙(crack) 및 핏(pit) 생성되지 않은 깨끗한 표면을 제공한다. 따라서, 다양한 형태의 입체 구조를 적용하여 수직과 수평방향의 성장 모드를 제어하여 표면쪽으로 전파되는 결정 결함(선결함)을 효과적으로 제어시켜 고품질의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.In addition, the AlGaN layer having various Al compositions (contents) provides a clean surface free of cracks and pits even when the AlGaN layer varies from 90% to 60%. Therefore, by applying various types of three-dimensional structures, vertical and horizontal growth modes are controlled to effectively control crystal defects (line defects) propagating toward the surface, thereby providing a high-quality AlGaN/GaN heterojunction RF HEMT electronic device. .

따라서, 본 발명에서는 상술한 입체 구조의 장점을 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자 소자용 Epi-Wafer 성장 초기에 적용하여 기판에서 형성되는 초기 결정 결함을 효과적으로 억제하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to effectively suppress initial crystal defects formed in a substrate by applying the advantages of the three-dimensional structure described above to the initial stage of growth of an AlGaN/GaN heterojunction structure Epi-Wafer for an RF HEMT electronic device.

표 1 은, 본 발명의 실시예로서, MOCVD 장비를 이용하여 사파이어 기판 위에 AlN 버퍼층을 성장시킨 후, 1050℃의 고온에서 2㎛ 두께를 갖는 undoped GaN층을 성장하고, 상부에 1100℃ 고온에서 1000Å의 두께를 갖는 AlN층에 대한 성장 전/후에 대한 휨(BOW)값을 나타낸 것이다.Table 1, as an embodiment of the present invention, after growing an AlN buffer layer on a sapphire substrate using MOCVD equipment, growing an undoped GaN layer having a thickness of 2 μm at a high temperature of 1050 ° C., and 1000 Å at a high temperature of 1100 ° C. It shows the BOW value before/after growth for an AlN layer having a thickness of

표 1를 참조하면, GaN층의 상부에 AlN 층을 성장시킨 결과, 전체적으로 휨(BOW) 값이 감소되고, 이러한 원인은 성장온도의 증감에 따라서 GaN층은 압축 응력(compressive strain) 생성되고, 상부에 형성된 AlN층은 팽창 응력(tensile strain) 생성되어 그 두께가 얇더라도 에너지 밴드갭이 크기 때문에 상대적으로 5개 샘플에 대해서 휨 값이 감소된다. 따라서, 두꺼운 GaN층 위에 AlN층의 두께 제어를 통하여 GaN층과 AlN층과의 스트레인(응력) 정합이 가능하여 결정 결함의 생성 및 기판에서 부터 표면 방향으로 전파되는 선결함을 효과적으로 제어하는 기술을 제공한다.Referring to Table 1, as a result of growing the AlN layer on top of the GaN layer, the overall BOW value is reduced. Since the AlN layer formed in is generated with tensile strain, and the energy band gap is large even if the thickness is thin, the warpage value is relatively reduced for 5 samples. Therefore, through the thickness control of the AlN layer on the thick GaN layer, strain (stress) matching between the GaN layer and the AlN layer is possible, thereby providing a technology for effectively controlling the generation of crystal defects and the line defects propagating from the substrate to the surface direction. do.

본 발명에서는, 상술에서 설명한 휨 값 제어 기술과 기판 상부에 입체 구조를 포함하는 지지부를 형성하여 결정 결함이 효과적으로 억제된 고품질의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 FET 및 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.In the present invention, a high-quality AlGaN / GaN heterojunction structure FET and RF HEMT electronic device in which crystal defects are effectively suppressed by forming a support having a three-dimensional structure on top of the substrate with the warpage value control technology described above is provided.

도 2 는, 본 발명의 실시예로서, 육각형의 오목 형상을 갖는 입체 구조의 AlGaN/AlN/GaN 이종 접합의 평면 사진을 나타낸 것이다. 육각형의 오목 형상내의 점선은 규칙적인 배열을 갖는 입체 구조의 GaN 층 이며, 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면으로 곡면을 갖는 구조로서, 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 크다.Fig. 2 shows a plane photograph of an AlGaN/AlN/GaN heterojunction having a three-dimensional structure having a hexagonal concave shape as an example of the present invention. The dotted line in the hexagonal concave shape is a three-dimensional GaN layer with a regular arrangement, and has a curved surface from the etched lower surface to the unetched upper surface, and the area of the lower surface is larger than the area of the upper surface.

도 2 을 참조하면, 규칙적인 배열을 갖는 입체 구조의 GaN 층과 동일한 형상으로 AlN 층과 AlGaN 층이 성장되고, 식각된 하부면과 식각되지 않은 상부면에서 수직 성장 방향과 곡면을 갖는 식각된 측면에서 수평 성장 방향을 갖는다. 수평 방향으로 성장이 수직방향보다 우선하며, 최소 3 배 이상 빠른 우선 성장률을 가지는 것을 특징으로 한다. 또한 입체 구조의 면적은 GaN 층에서 부터 AlGaN 층으로 성장되면서 커지며, 수평방향이 성장률에 의해서 좌우되고, 입체 구조의 성장은 입체면으로 진행되는 반극성(semi-polar) 방향으로 진행된다.Referring to FIG. 2, an AlN layer and an AlGaN layer are grown in the same shape as the three-dimensional GaN layer having a regular arrangement, and the etched side surface having a vertical growth direction and a curved surface on the etched lower surface and the unetched upper surface. has a horizontal growth direction. Growth in the horizontal direction takes precedence over vertical direction, and it is characterized by having a preferential growth rate that is at least three times faster. In addition, the area of the three-dimensional structure increases as it grows from the GaN layer to the AlGaN layer, and the horizontal direction is influenced by the growth rate, and the growth of the three-dimensional structure proceeds in a semi-polar direction that proceeds to the three-dimensional plane.

도 2 을 참조하면, 입체 구조의 A-B 단면에서 수평방향으로 성장이 수직 방향보다 최소 3 배 최대 8 배 이상 빠르며, 이러한 수평방향으로의 빠른 성장률에 의해서 기판에서 부터 생성되어 표면쪽으로 전파되는 결정 결함(선결함)이 진행을 효과적으로 억제시키고, 수평 방향으로의 빠른 성장률은 스트레인(응력)을 수평 방향으로 분산하는 효과를 주어서 낮은 휨(BOW) 값을 제공한다.Referring to FIG. 2, growth in the horizontal direction in the A-B cross section of the three-dimensional structure is at least 3 times and up to 8 times faster than in the vertical direction, and crystal defects generated from the substrate and propagated toward the surface by this fast growth rate in the horizontal direction ( pre-defect) effectively inhibits progression, and the fast growth rate in the horizontal direction gives the effect of dispersing strain (stress) in the horizontal direction, providing a low BOW value.

또한, 수평방향의 빠른 성장모드를 이용하면, 입체 구조의 형상의 크기, 높이, 밀도등의 설계 조건을 최적화시켜서 수직 성장과 수평 성장 방향이 혼재된 입체 구조에서, 이후, 낮은 휨(BOW) 값과 결정결함이 제어된 평면을 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 지지부와 상기 지지부 상부에 형성된 높은 저항값을 갖는 반절연성 절연부와 실질적인 전기적 동작을 수행하는 구동부의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 FET 또는 RF HEMT 전자소자가 제공된다.In addition, by using the fast growth mode in the horizontal direction, design conditions such as size, height, and density of the shape of the three-dimensional structure are optimized to obtain a low BOW value in the three-dimensional structure in which vertical and horizontal growth directions are mixed. FET or RF HEMT of AlGaN/GaN heterojunction structure of an AlGaN/GaN heterojunction support part having a plane with controlled crystal defects, a semi-insulating insulating part having a high resistance value formed on the support part, and a driving part that performs a substantial electrical operation An electronic device is provided.

따라서, 본 발명에서는, 수평 방향으로 빠른 성장 모드를 적용하여 성장 초기 부터 효과적으로 결정 결함의 생성을 억제 할 수 있는 AlGaN/GaN 이종 접합의 구조를 갖는 RF HEMT 전자소자를 제공한다.Accordingly, the present invention provides an RF HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure capable of effectively suppressing the generation of crystal defects from the beginning of growth by applying a fast growth mode in the horizontal direction.

도 3 은, 본 발명의 다른 실시예로서, 기판(사파이어, SiC) 상부에 실시적인 격자 상수의 차이를 고려하여 설계된 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자 소자용 Epi 구조의 단면을 나타낸 것이다. 상기 RF HEMT 전자 소자용 Epi. 구조는 평면과 입체 구조에 동시에 적용되며, 또한 평면으로도 구현된다.3 shows a cross-section of an Epi structure for an RF HEMT electronic device of an AlGaN/GaN heterojunction structure designed in consideration of a practical difference in lattice constant on a substrate (sapphire, SiC) as another embodiment of the present invention. Epi for the RF HEMT electronic device. Structures are simultaneously applied to flat and three-dimensional structures, and are also implemented as flat surfaces.

도 3 을 참조하면, 기판 상부에 AlN 격자 정합층, AlGaN 다중 스트레인(응력) 정합층, AlGaN 지지층을 포함하는 지지부, 상기 지지부는 기판과의 격자 상수 및 열팽창계수의 차이 및 큰 에너지 밴드갭에 의한 스트레인(응력)이 발생하여 기판면의 수직방향으로 전파되는 결정결함(선결함)을 효과적으로 억제하는 역할을 수행한다. 또한, 낮은 누설전류 및 큰 항복 전압을 제어하는 절연부, 및 게이트 전극과 Schottky 전극 접촉과 소오스 및 드레인 전극과 ohmic 전극 접촉 및 2DEG 전자 농도/이동도 그리고 채널층내 전자 흐름을 제어하는 구동부로 구성되는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 FET 및 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 3, a support including an AlN lattice matching layer, an AlGaN multi-strain (stress) matching layer, and an AlGaN support layer on the substrate, the support due to the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient with the substrate and a large energy band gap It plays a role in effectively suppressing crystal defects (pre-defects) that propagate in the vertical direction of the substrate surface when strain (stress) is generated. In addition, an insulating part that controls low leakage current and high breakdown voltage, gate electrode and Schottky electrode contact, source and drain electrode and ohmic electrode contact, 2DEG electron concentration / mobility, and a driver for controlling electron flow in the channel layer Consisting of An AlGaN/GaN heterojunction structure FET and RF HEMT electronic device is provided.

상기 구동부는 반절연성 AlGaN 층 상부에 AlGaN 또는 AlN 전자 구속층, AlGaN 채널층, AlN 공간층 및 AlGaN 장벽층 그리고 표면보호층 또는 전극 접촉층으로 구성된다.The driving unit is composed of an AlGaN or AlN electron confinement layer, an AlGaN channel layer, an AlN space layer and an AlGaN barrier layer, and a surface protection layer or an electrode contact layer on top of the semi-insulating AlGaN layer.

도 3 을 참조하면, 상기 AlGaN 지지층의 Al 조성(함량)은 10% 이내이며, 반절연성 AlGaN 층과 동일하다. AlGaN 또는 AlN 전자 구속층의 Al 조성(함량)은 20% 이며 2DEG 층내의 전자가 Bulk 방향으로 흐른 것을 방지하는 역할을 수행하므로 전자 구속층이라고 명칭한다. AlGaN 채널층은 Al 조성이 10% 이내이며, 결정 결함에 의한 전자의 트랩(trap)을 최소화시키기 위해서 고품질의 결정성이 요구된다.Referring to FIG. 3, the Al composition (content) of the AlGaN support layer is within 10% and is the same as that of the semi-insulating AlGaN layer. The Al composition (content) of the AlGaN or AlN electron confinement layer is 20%, and since it serves to prevent electrons in the 2DEG layer from flowing in the bulk direction, it is called an electron confinement layer. The AlGaN channel layer has an Al composition of less than 10%, and high quality crystallinity is required to minimize electron traps due to crystal defects.

또한, AlN 공간은 높은 에너지 밴드갭의 차이에 의해서 채널층과의 계면에서 2차원 가스(2DEG)층이 형성되고, AlGaN 장벽층에서 전자가 터널링할 수 있는 두께인 50Å 이내이며, AlGaN 장벽층의 Al 조성(함량)은 25~30% 범위로 제공된다. 그리고 AlGaN 장벽층의 표면의 Al 또는 Ga dangling 결합에 의한 산소와의 결합에 의한 AlO, GaO 등의 native oixde 생성을 방지 하기 위해서 표면 보호층 또는 전극 접촉층 구조를 포함한다.In addition, in the AlN space, a two-dimensional gas (2DEG) layer is formed at the interface with the channel layer due to the difference in high energy band gap, and the AlGaN barrier layer has a thickness within 50 Å, which is the thickness at which electrons can tunnel, and the AlGaN barrier layer The Al composition (content) is provided in the range of 25 to 30%. In addition, a surface protective layer or an electrode contact layer structure is included to prevent the generation of native oxides such as AlO and GaO due to the combination with oxygen due to Al or Ga dangling bonding on the surface of the AlGaN barrier layer.

또한, AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자소자의 성능 구현에 따라서 AlGaN 장벽층 상부에 Si n-형 불순물이 도핑된 n-AlGaN 전자 공급층이 적용된다.In addition, an n-AlGaN electron supply layer doped with Si n-type impurities is applied on top of the AlGaN barrier layer according to the performance of the RF HEMT electronic device of the AlGaN/GaN heterojunction structure.

도 4 은 본 발명의 실시예로서, 평면 및 입체 구조가 동시에 적용된 AlGaN/GaN 이종 접합의 RF HEMT 전자소자의 Ep. 구조의 단면도(10)를 나타낸 것이다.4 is an example of an embodiment of the present invention, Ep. A cross-sectional view (10) of the structure is shown.

도 4 를 참조하여 상세하게 설명하면, AlN 격자 정합층(401),AlxGa1-xN 스트레인 정합층, 반절연성 AlyGa1-yN 층(404)로 구성된 지지부(300)과 반절연성 AlyGa1-yN 층(404)의 절연부(200), 그리고 AlaGa1-bN 전자 구속층(405),AlaGa1-bN 채널층(406),AlN 공간층(408),AlcGa1-cN 장벽층(409), 및 표면 보호층 및 전극 접촉층(410)을 포함하는 구동부(100)로 구성된다.4, the support 300 composed of an AlN lattice matching layer 401, an Al x Ga 1-x N strain matching layer, and a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 and a half Insulation 200 of insulating Al y Ga 1-y N layer 404, and Al a Ga 1-b N electron confinement layer 405, Al a Ga 1-b N channel layer 406, AlN space layer 408, an Al c Ga 1-c N barrier layer 409, and a driving unit 100 including a surface protection layer and an electrode contact layer 410.

도 4 를 참조하면, 기판(400) 상부에 고온의 성장온도에서 0.05 ㎛~0.5 ㎛ 두께 범위, 더욱 바람직하게는 0.05 ㎛~0.3 ㎛ 두께 범위를 갖는 AlN 격자 정합층(401)을 형성한 후, 일정한 두께 범위내에서 Al 조성(함량)을 순차적으로 변화시킨 AlxGa1-xN(80→20%)층과 불순물이 첨가하지 않은 얇은 두께 범위를 갖는 GaN 층이 적층된 [Al80Ga20N/GaN]/[Al60Ga40/GaN]/[Al40Ga60N/GaN]/[Al20Ga80N/GaN] 구조인 스트레인 정합층(402)을 형성한다. 각각의 AlxGa1-xN(80→20%)층의 두께는 0.05 ㎛~0.5 ㎛이며, 바람직하게는 0.05~0.2 ㎛이고, GaN 층의 두께는 20~200Å이고, 더욱 바람직하게는 50Å~100Å 범위이다.Referring to FIG. 4, after forming an AlN lattice matching layer 401 having a thickness range of 0.05 μm to 0.5 μm, more preferably 0.05 μm to 0.3 μm, on a substrate 400 at a high growth temperature, An Al x Ga 1-x N (80→20%) layer in which the Al composition (content) is sequentially changed within a certain thickness range and a GaN layer having a thin thickness range without impurities are stacked [Al 80 Ga 20 A strain matching layer 402 having a structure of N/GaN]/[Al 60 Ga 40 /GaN]/[Al 40 Ga 60 N/GaN]/[Al 20 Ga 80 N/GaN] is formed. The thickness of each Al x Ga 1-x N (80→20%) layer is 0.05 μm to 0.5 μm, preferably 0.05 to 0.2 μm, and the thickness of the GaN layer is 20 to 200 Å, more preferably 50 Å ~100 Å range.

상기 스트레인 정합층(402) 상부에 0.2 ㎛~3 ㎛ 두께범위이고, 바람직하게 0.2~2 ㎛ 두께 범위를 갖는 고품질의 AlyGa1-yN 지지층(403)을 형성한 후,~㏁이상의 높은 저항값을 갖는 0.2 ㎛~3 ㎛ 두꺼 범위내에서, 바람직하게는 0.2 ㎛~1 ㎛의 두께 범위의 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층 404)을 형성한다. 상기 반절열성 AlyGa1-yN 층(404) 상부에 0.05 ㎛~0.3 ㎛ 두께 범위내에서, 바람직하게는 0.05 ㎛~0.3 ㎛ 두께 범위의 AlaGa1-aN 전자 구속층(405)을 형성한후, 0.05 ㎛~1 ㎛ 두께 범위내에서 바람직하게는 0.05 ㎛~0.5 ㎛ 범위의 고품질의 GaN 채널층(407)을 형성한다.After forming a high-quality Al y Ga 1-y N support layer 403 having a thickness range of 0.2 μm to 3 μm and preferably having a thickness range of 0.2 to 2 μm on top of the strain matching layer 402, a high A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404) having a structure of Acceptor-H complex distribution with a resistance value within a thickness range of 0.2 μm to 3 μm, preferably in a thickness range of 0.2 μm to 1 μm is formed. . An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405 on top of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 in a thickness range of 0.05 μm to 0.3 μm, preferably in a thickness range of 0.05 μm to 0.3 μm After forming, a high-quality GaN channel layer 407 is formed in a thickness range of 0.05 μm to 1 μm, preferably in a range of 0.05 μm to 0.5 μm.

GaN 채널층(406)은 FET 또는 RF HEMT 전자소자의 설계조건에 따라서 그 두께 범위가 결정된다. 상기 GaN 채널층(407) 상부에 50Å 이내의 두께를 갖는 양질의 AlN 공간층(408 을 형성한다. AlN 공간층(408)과 GaN 채널층(406)간의 에너지 밴드갭의 불연속적인 차이에 의해서 응력이 발생하여 계면에서 높은 캐리어 전자농도 및 높은 이동도를 갖는 2 차원적인 가스(2DEG)층(407)이 형성된다. 따라서 GaN 채널층(406)은 결정 결함이 최대한 억제된 고품질의 결정성이 요구되며, 얇은 두께를 갖는 AlN 공간층(408) 또한 양질의 결정성이 요구된다.The thickness range of the GaN channel layer 406 is determined according to design conditions of an FET or RF HEMT electronic device. A high-quality AlN space layer 408 having a thickness of less than 50 Å is formed on the GaN channel layer 407. Stress is caused by a discontinuous difference in energy band gap between the AlN space layer 408 and the GaN channel layer 406. As a result, a two-dimensional gas (2DEG) layer 407 having a high carrier electron concentration and high mobility is formed at the interface, and therefore, the GaN channel layer 406 requires high quality crystallinity with maximum suppression of crystal defects. In addition, the AlN space layer 408 having a thin thickness is also required to have good crystallinity.

AlN 공간층(408)을 형성한 후, 100Å~1000Å의 두께 범위를 갖는, 바람직하게는 100~500Å 두께 범위의 AlcGa1-cN 장벽층(409)을 형성한다. 이때 AlcGa1-cN 장벽층(409)의 Al 조성은 20~35% 이며, 바람직하게는 25~30% 범위내이다. 이 후, 노출된 AlcGa1-cN 장벽층(409)은 Al 과 Ga 의 dangling bond 가 우선하여 공기 중에 있는 산소와 쉽게 결합되어 AlxOy, GaxOy 등의 20Å 이하의 얇은 native oxide 가 형성되기 때문에 GaN, AlGaN, Al(In)N 등의 질화물반도체 또는 SixNy 과 같은 유전체 절연막을 형성하여 표면을 보호시킨다. 상기의 GaN, AlGaN, Al(In)N 등의 질화물반도체를 이용한 표면 보호층 및 전극 접촉층(410)은 n 또는 p-형 포판트인 불순물이 도핑되거나 도핑을 하지 않을 수 있으며 두께는 30Å~1000Å 범위가 바람직하다. 또한 SixNy 유전체 절연막은 MOCVD 장비내에서 in-situ 또는 MOCVD, CVD, Sputter, ALD 등 반도체 장비를 이용하여 1000~3000Å의 두께가 바람직하다. 또한, 상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 Si n-형 불순물이 도핑된 n-AlcGa1-cN 전자 공급층이 형성된 AlGaN/GaN 이종 접합 구조의 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.After forming the AlN space layer 408, an Al c Ga 1-c N barrier layer 409 having a thickness ranging from 100 Å to 1000 Å, preferably having a thickness ranging from 100 to 500 Å is formed. At this time, the Al composition of the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 is 20 to 35%, preferably within the range of 25 to 30%. After that, the exposed Al c Ga 1-c N barrier layer 409 is easily combined with oxygen in the air with priority to the dangling bond between Al and Ga, thereby forming a thin layer of 20 Å or less such as Al x O y and Ga x O y . Since native oxide is formed, a nitride semiconductor such as GaN, AlGaN, Al(In)N, or a dielectric insulating film such as Si x N y is formed to protect the surface. The surface protection layer and the electrode contact layer 410 using nitride semiconductors such as GaN, AlGaN, Al(In)N, etc. may be doped or not doped with n or p-type impurity, and may have a thickness of 30 Å to 1000 Å. Range is preferred. In addition, the Si x N y dielectric insulating film preferably has a thickness of 1000 to 3000 Å using semiconductor equipment such as in-situ or MOCVD, CVD, Sputter, and ALD within MOCVD equipment. In addition, an RF HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure in which an n-Al c Ga 1-c N electron supply layer doped with a Si n-type impurity is formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer is provided. .

도 4 를 참조하면, AlxGa1-xN 스트레인 정합층(402)과 AlyGa1-yN 지지층(403), Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(404), AlaGa1-aN 전자 구속층(406) 및 AlcGa1-cN 장벽층(409)등의 각각의 Al 조성(함량)은 다음과 같다. 반절연성 AlyGa1-yN 층(404 의 Al 조성(함량)은 하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(402)보다 낮으며(x>y),상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(405) 보다 낮으며(a>y), AlcGa1-cN 장벽층(409) 보다 낮고(c>y), 또한 AlaGa1-aN 전자 구속층(405)의 Al 조성은 동일면상에 c-axis 로 성장된 상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(402) 보다 같거나 적고(a≤x), 상부의 AlcGa1-cN 장벽층(409) 보다 같거나 높은(a≥c)것을 포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터를 제공한다.Referring to FIG. 4, a semi-insulating Al y Ga 1-y N having a structure of an Al x Ga 1-x N strain matching layer 402, an Al y Ga 1 - y N support layer 403, and an Acceptor-H complex distribution The Al composition (content) of each of the layer 404, the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 406 and the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 is as follows. The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer (404) is lower than that of the lower Al y Ga 1-y N strain matching layer 402 (x>y), and the Al a Ga formed on the upper 1-a N lower than the electron confinement layer 405 (a>y), Al c Ga 1-c N lower than the barrier layer 409 (c>y), and also Al a Ga 1-a N electron confinement layer The Al composition of (405) is equal to or less than (a≤x) than the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 402 grown in c-axis on the same plane, and the upper Al c Ga 1-c N A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising a barrier layer (409) equal to or higher than (a≧c) is provided.

도 5 는 본 발명의 실시예로서, 기판 상부에 규칙적인 배열의 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면까지 곡면 형상의 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층을 포함하는 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)의 AlGaN/GaN 이종 접합의 RF HEMT 전자소자의 Ep. 구조의 단면도(20)를 나타낸 것이다. 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층에서, 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)를 구성하는 개별층의 성장 조건은 도 4 에 상술한 내용과 동일하다.5 is an embodiment of the present invention, a support part 300 including an AlN lattice matching layer having a three-dimensional structure in a curved shape from an etched lower surface to an unetched upper surface in a regular arrangement on a substrate, and an insulating part (200) and Ep of the AlGaN/GaN heterojunction RF HEMT electronic device of the driver 100. A cross section 20 of the structure is shown. In the AlN lattice matching layer having a three-dimensional structure, the area of the lower surface is larger than the area of the upper surface. In addition, the growth conditions of the individual layers constituting the support part 300, the insulating part 200, and the driving part 100 are the same as those described above with reference to FIG.

도 5 를 참조하면, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자용 Epi-Wafer 구조에 대해서 상세하게 설명하면 다음과 같다. 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 지지부 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되고 2DEG 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부(100)로 구성되고, 상기 입체 구조를 갖는 지지부는 기판 상부에 규칙적인 배열의 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면까지 곡면 형상의 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(501), 상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(501) 상부에 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층(502), 상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층 상부에 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(503), 및 상기 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(503) 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(504)으로 구성된다.Referring to FIG. 5 , an Epi-Wafer structure for a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure will be described in detail. It consists of a support part 300 having a three-dimensional structure formed on the upper part of the substrate, an insulating part 200 formed on the upper part of the support part, and a driving part 100 formed on the upper part of the insulating part and controlling the 2DEG electron concentration and mobility. The support having a three-dimensional structure includes an AlN lattice matching layer 501 having a three-dimensional structure in a curved shape from the etched lower surface to the unetched upper surface in a regular arrangement on the substrate, and the AlN lattice matching layer of the primary three-dimensional structure. (501) AlN lattice matching layer 502 formed by mixing vertical and horizontal directions, Al x Ga 1-x N strain (stress) formed on top of the AlN lattice matching layer formed by mixing vertical and horizontal directions It consists of a matching layer 503 and an Al y Ga 1-y N support layer 504 formed on the Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 503 .

또한, 상기 절연부(200)은 ~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(505)이며, 상기 구동부(100)은 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(505) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(506), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(506) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(507), 상기 AlbGa1-bN 채널층(507) 상부에 형성되는 AlN 공간층(509), 상기 AlN 공간층(509) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(510), 및 상기 AlcGa1-cN 장벽층(510) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(511)으로 구성된다. 그리고 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 고농도 전자와 이동도를 갖는 2 차원 전자가스(2DEG)층(508)을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.In addition, the insulating part 200 is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having an Acceptor-H complex distribution structure having a high resistance value of ~ MΩ or more, and the driver 100 is the semi-insulating An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed on the Al y Ga 1- y N layer 505, and an Al b Ga formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 1-b N channel layer 507, the Al b Ga 1-b AlN space layer 509 formed on the N channel layer 507, Al c Ga 1- b formed on the AlN space layer 509 It consists of a cN barrier layer 510, and a surface protection layer and an electrode contact layer 511 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 510. And AlGaN / GaN including a two-dimensional electron gas (2DEG) layer 508 having high electron concentration and mobility at the interface between the AlN space layer 509 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part. A HEMT electronic device having a heterojunction structure is provided.

도 5 를 참조하면, 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층(502)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선한다. 또한, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판(500)의 성장면과 평행한 평면의 AlN 격자 정합층(502)을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 5, the AlN lattice matching layer 502 formed by mixing the vertical and horizontal directions has a growth rate in the horizontal direction at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction, and the horizontal and vertical directions are mixed at the same time. growth, and the growth of the three-dimensional structure having the lower/side/upper portions takes precedence in the horizontal direction. In addition, RF HEMT having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including an AlN lattice matching layer 502 of a plane parallel to the growth surface of the substrate 500 by fusion of the three-dimensional structure having the lower / side / upper part An electronic device is provided.

도 5 를 참조하면, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조의 AlN 격자 정합층(501)은 하부의 면적이 상부의 면적보다 크며, 측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이고, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과 입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향을 포함하는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자를 제공한다..Referring to FIG. 5, the AlN lattice matching layer 501 having a three-dimensional structure having a bottom/side/top has a lower area larger than an upper area, and a side surface has a curved three-dimensional structure from the bottom to the top, and the three-dimensional structure An RF HET electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure including two vertical growth directions on a top surface and a bottom surface without a three-dimensional structure and a horizontal growth direction on the side of a three-dimensional structure.

도 6 은, 본 발명의 실시예로서, 기판(600) 상부에 규칙적인 배열의 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면까지 곡면 형상의 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601)과 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601) 상부에 동일한 형상으로 성장된 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(602)A 을 포함하는 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)의 AlGaN/GaN 이종 접합의 RF HEMT 전자소자의 Ep. 구조의 단면도(30)를 나타낸 것이다.6 shows an AlN lattice matching layer 601 having a primary three-dimensional structure of a curved surface from an etched lower surface to an unetched upper surface in a regular arrangement on an upper surface of a substrate 600 as an embodiment of the present invention. The support part 300 including the AlN lattice matching layer 602A of the secondary three-dimensional structure grown in the same shape on the upper part of the AlN lattice matching layer 601 of the secondary three-dimensional structure, the insulating part 200, and the driving part 100 Ep of AlGaN/GaN heterojunction RF HEMT electronic device. A cross-section 30 of the structure is shown.

또한, 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601)의 면적은 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(602)보다 적으며, 입체 구조 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)를 구성하는 개별층의 성장 조건은 도 4 에 상술한 내용과 동일하다.In addition, the area of the AlN lattice matching layer 601 of the primary three-dimensional structure is smaller than that of the AlN lattice matching layer 602 of the secondary three-dimensional structure, and the area of the lower surface of the three-dimensional structure is larger than the area of the upper surface. . In addition, the growth conditions of the individual layers constituting the support part 300, the insulating part 200, and the driving part 100 are the same as those described above with reference to FIG.

도 6 를 참조하면, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서, 기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300) 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(300)로 구성된다. 또한, 상기 입체 구조를 갖는 지지부는(300)은 기판(600) 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(601), 상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(602)으로 구성되고, 상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(602) 상부에 형성되고, 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(603)와 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(603) 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(604)으로 구성된다.Referring to FIG. 6 , in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure, a support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate and an insulation formed on the support part 300 having the three-dimensional structure It is composed of a part 200 and a driving part 300 formed on the insulating part. In addition, the support part 300 having the three-dimensional structure includes an AlN lattice matching layer 601 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate 600, and AlN of the primary three-dimensional structure It consists of an AlN lattice matching layer 602 having a secondary three-dimensional structure formed by mixing vertical and horizontal directions on top of the lattice matching layer 601, and having a secondary three-dimensional structure formed by mixing the vertical and horizontal directions. Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 603 formed on top of the AlN lattice matching layer 602 and mixed in the vertical and horizontal directions Al x formed in the mixed vertical and horizontal directions It consists of an Al y Ga 1-y N support layer 604 formed on the Ga 1-x N strain (stress) matching layer 603.

또한, 상기 절연부(200)은 ~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(605)되고, 상기 구동부(100)은 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(605) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(606), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(606) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(607), 상기 AlbGa1-bN 채널층(607) 상부에 형성되는 AlN 공간층(609), 상기 AlN 공간층(609) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(610) 및 상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(611)으로 구성되고, 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(608)을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.In addition, the insulating part 200 is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having an Acceptor-H complex distribution structure having a high resistance value of ~ MΩ or more, and the driver 100 is the semi-insulating An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 formed on the Al y Ga 1-y N layer 605, and an Al b Ga formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 1-b N channel layer 607, the Al b Ga 1-b AlN space layer 609 formed on the N channel layer 607, Al c Ga 1- b formed on the AlN space layer 609 It is composed of a c N barrier layer 610, a surface protection layer and an electrode contact layer 611 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer, and an AlN space layer 509 formed on the top and a bottom layer formed on the bottom. A HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure including a 2DEG layer 608 at an Al b Ga 1-b N channel layer interface is provided.

도 6 를 참조하면, 상기 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(602)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행된다. 또한, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선되는 것을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 6 , the AlN lattice matching layer 602 having a secondary three-dimensional structure having lower/side/upper portions has a horizontal growth rate at least twice as fast as a vertical growth rate, and horizontal and vertical growth rates. mixed and run concurrently. In addition, an RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including growth in the horizontal direction is given priority in the three-dimensional structure having the bottom / side / top.

도 6 를 참조하면, 상기 하부/측면/상부를 갖는 1 차 및 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601)/(602)은 하부의 면적이 상부의 면적보다 크며, 측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조로 구성된다. 또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과 입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 6, in the AlN lattice matching layers 601/602 of primary and secondary three-dimensional structures having lower/side/upper portions, the area of the lower portion is larger than the area of the upper portion, and the side surfaces extend from the bottom to the top. It is composed of a curved three-dimensional structure. In addition, an RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure and a horizontal growth direction on the side of the three-dimensional structure do.

도 6 를 참조하면, 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlGaN 스트레인 정합층(603)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 3 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선된다. 또한, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판(600)의 성장면과 평행한 평면의 AlGaN 스트레인 정합층(603)을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 6, the AlGaN strain matching layer 603 formed by mixing the vertical and horizontal directions has a growth rate in the horizontal direction at least three times faster than the growth rate in the vertical direction, and the horizontal and vertical directions are mixed at the same time. , and growth of the three-dimensional structure having the lower/side/upper portions is given priority in the horizontal direction. In addition, RF HEMT having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including an AlGaN strain matching layer 603 of a plane parallel to the growth surface of the substrate 600 by fusing the three-dimensional structure having the bottom / side / top part An electronic device is provided.

도 7 는, 본 발명의 실시예로서, 기판(700) 상부에 규칙적인 배열의 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면까지 곡면 형상의 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(701)과 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(701) 상부에 동일한 형상으로 성장된 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(702),2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(702) 상부에 동일한 형상으로 성장된 입체 구조의 AlGaN 스트레인 정합층(703), 상기 입체 구조의 AlGaN 스트레인 정합층(703) 상부에 형성되고, 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlGaN 지지층(704)을 포함하는 지지부(300), 절연부(200), 및 구동부(100)의 AlGaN/GaN 이종 접합의 RF HEMT 전자소자의 Ep. 구조의 단면도(40)를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows an AlN lattice matching layer 701 having a primary three-dimensional structure of a curved surface from an etched lower surface to an unetched upper surface in a regular arrangement on a substrate 700 as an embodiment of the present invention. A secondary three-dimensional AlN lattice matching layer 702 grown in the same shape on top of the AlN lattice matching layer 701 with a secondary three-dimensional structure, and an AlN lattice matching layer 702 with a secondary three-dimensional structure grown in the same shape on top Support part 300 including a three-dimensional AlGaN strain matching layer 703, an AlGaN support layer 704 formed on top of the three-dimensional AlGaN strain matching layer 703 and formed in a mixture of vertical and horizontal directions, insulation Ep of the AlGaN/GaN heterojunction RF HEMT electronic device of the unit 200 and the driving unit 100. A cross-section 40 of the structure is shown.

또한, 입체 구조의 AlGaN 스트레인 정합층(703)의 면적은 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(602)의 면적보다 크며, 입체 구조 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)를 구성하는 개별층의 성장 조건은 도 4 에 상술한 내용과 동일하다.In addition, the area of the three-dimensional AlGaN strain matching layer 703 is larger than the area of the secondary three-dimensional AlN lattice matching layer 602, and the area of the lower surface of the three-dimensional structure is larger than the area of the upper surface. In addition, the growth conditions of the individual layers constituting the support part 300, the insulation part 200, and the driving part 100 are the same as those described above with reference to FIG.

도 7 를 참조하면, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서, 기판(700) 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300), 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300) 상부에 형성되는 절연부(200), 및 상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성되며, 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)은 기판(700) 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701), 상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701) 상부에 형성된 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(702), 상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlGaN 스트레인 정합층(703)으로 구성된다.Referring to FIG. 7 , in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure, a support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate 700 and an upper portion of the support part 300 having the three-dimensional structure Consisting of an insulating part 200 formed and a driving part 100 formed on top of the insulating part, the support part 300 having the three-dimensional structure has a regular arrangement of bottom/side/top parts on the top of the substrate 700. An AlN lattice matching layer 701 having a primary three-dimensional structure, and an AlN lattice matching layer 702 having a secondary three-dimensional structure having lower/side/upper portions formed on the AlN lattice matching layer 701 having a primary three-dimensional structure , It consists of an AlGaN strain matching layer 703 having a three-dimensional structure of lower / side / upper part on top of the AlN lattice matching layer of the secondary three-dimensional structure.

또한, AlxGa1-xN 스트레인 정합(703)의 입체 구조의 입체 면적이 2 차 AlN 격자 정합층(702)의 입체 면적보다 크며, 상기 입체 구조를 갖는 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(704)을 포함한다.In addition, the three-dimensional area of the three-dimensional structure of the Al x Ga 1-x N strain matching 703 is larger than that of the secondary AlN lattice matching layer 702, and the Al x Ga 1-x N strain matching having the three-dimensional structure An Al y Ga 1-y N support layer 704 having a three-dimensional structure formed by mixing vertical and horizontal directions on top of the layer 703 is included.

상기 절연부(200)은 ~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(705)이고, 상기 구동부(100)은 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(705) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(706), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(706) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(707), 상기 AlbGa1-bN 채널층(707) 상부에 형성되는 AlN 공간층(709), 상기 AlN 공간층(709) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(710), 및 상기 AlcGa1-cN 장벽층(710) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(711)으로 구성되고, 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(709)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(708)을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.The insulating part 200 is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having an Acceptor-H complex distribution structure having a high resistance value of ~MΩ or more, and the driving part 100 is the semi-insulating Al y An Al a Ga 1- a N electron confinement layer 706 formed on the Ga 1- y N layer 705, and an Al b Ga 1-a N electron confinement layer 706 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706. b N channel layer 707, the Al b Ga 1-b AlN space layer 709 formed on the N channel layer 707, Al c Ga 1-c N formed on the AlN space layer 709 It consists of a barrier layer 710, a surface protection layer and an electrode contact layer 711 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 710, and an AlN space layer 709 formed on the upper portion and a lower portion thereof. Provided is a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure including a 2DEG layer 708 at an Al b Ga 1-b N channel layer interface formed on.

도 7 를 참조하면, 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 AlN 격자 정합층(702)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선되는 것을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다. 또한, 상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 1 차 및 2 차 AlN 격자 정합층(701)/(702)은 하부의 면적이 상부의 면적보다 크며, 측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이다. 또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과 입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 7 , the secondary AlN lattice matching layer 702 formed by mixing the vertical and horizontal directions has a growth rate in the horizontal direction that is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction, and the growth rate in the horizontal direction and the vertical direction are mixed. to provide an RF HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure of a three-dimensional structure including that growth is given priority in a horizontal direction in the three-dimensional structure having the lower/side/upper portion. In addition, in the first and second AlN lattice matching layers 701 and 702 having the lower/side/upper three-dimensional structure, the lower area is larger than the upper area, and the side surface has a curved three-dimensional structure from the bottom to the top. am. In addition, an RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure and a horizontal growth direction on the side of the three-dimensional structure is provided. do.

도 7 를 참조하면, 상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlN 스트레인 정합층(701)은 하부의 면적이 상부의 면적보다 크며, 측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이고, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과 입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향이고, AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703)의 2 차 입체면적이 AlN 격자 정합층(702)의 입체면적보다 큰 것을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 7, the AlN strain matching layer 701 having the three-dimensional structure of the bottom/side/top has a lower area larger than the upper area, and the side surface has a curved three-dimensional structure from the bottom to the top, and the three-dimensional structure Two vertical growth directions on the top surface and the bottom surface without a three-dimensional structure and a horizontal growth direction on the side of the three-dimensional structure, and the secondary solid area of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 703 is the AlN lattice matching layer An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structure including a three-dimensional area larger than that of (702) is provided.

도 7 를 참조하면, 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlyGa1-yN 지지층(704)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선된다. 또한, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판의 성장면과 평행한 평면의 AlGaN 지지층(704)을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 7, the Al y Ga 1-y N support layer 704 formed by mixing the vertical and horizontal directions has a growth rate in the horizontal direction at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction, and the horizontal and vertical directions are mixed and progress simultaneously, and growth of the three-dimensional structure having the bottom/side/top is given priority in the horizontal direction. In addition, an RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including an AlGaN support layer 704 of a plane parallel to the growth surface of the substrate is provided by fusing the three-dimensional structure having the lower / side / upper part .

도 8 는, 본 발명의 다른 실시예로서, 기판(800) 상부에 규칙적인 배열의 식각된 하부면에서 부터 식각되지 않은 상부면까지 곡면 형상의 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(801),2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802),2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802), 입체 구조의 AlGaN 스트레인 정합층(803), 및 입체 구조의 AlGaN 지지층(804)상기 입체 구조를 포함하는 지지부(300)와 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 반절연성 AlGaN 층(804) 및 반절연성 AlGaN 층(805)을 포함하는 절연부(200), 구동부(100)으로 구성된 AlGaN/GaN 이종 접합의 RF HEMT 전자소자의 Ep. 구조의 단면도(50)를 나타낸 것이다. 상기 지지부(300), 절연부(200) 및 구동부(100)를 구성하는 개별층의 성장 조건은 도 4 에 상술한 내용과 동일하다.8, as another embodiment of the present invention, an AlN lattice matching layer 801 having a primary three-dimensional structure having a curved surface from an etched lower surface to an unetched upper surface in a regular arrangement on the upper surface of a substrate 800; A secondary three-dimensional AlN lattice matching layer 802, a secondary three-dimensional AlN lattice matching layer 802, a three-dimensional AlGaN strain matching layer 803, and a three-dimensional AlGaN support layer 804. A heterogeneous AlGaN/GaN composed of a support part 300 including a semi-insulating AlGaN layer 804 and an insulating part 200 including a semi-insulating AlGaN layer 805 formed by mixing the vertical and horizontal directions, and the driver 100 Ep. of Junctioned RF HEMT Electronics. A cross-section 50 of the structure is shown. Growth conditions of the individual layers constituting the support part 300, the insulating part 200, and the driving part 100 are the same as those described above with reference to FIG.

도 8 를 참조하면, 입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서, 기판(800) 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300)는 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300) 상부에 형성되는 절연부(200), 상기 절연부(200) 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성된다. 또한, 상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)는 기판(800) 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801), 상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801) 상부에 동일한 형상으로 형성되어 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802), 상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802) 상부에 동일한 형상으로 형성되어 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(803), 및 상기 입체 구조를 갖는 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(803) 상부에 동일한 형상으로 형성되어 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804)을 포함한다.Referring to FIG. 8 , in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure, a support part 300 having a three-dimensional structure formed on a substrate 800 is placed on top of the support part 300 having the three-dimensional structure. It consists of an insulating part 200 formed and a driving part 100 formed on the insulating part 200. In addition, the support part 300 having the three-dimensional structure includes an AlN lattice matching layer 801 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate 800, and AlN having the primary three-dimensional structure. An AlN lattice matching layer 802 having a secondary three-dimensional structure formed in the same shape on top of the lattice matching layer 801 and having bottom/side/top portions, and the same shape on the top of the AlN lattice matching layer 802 with the secondary three-dimensional structure. Is formed of the same shape on the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 having a lower / side / upper three-dimensional structure, and the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 having the three-dimensional structure and an Al y Ga 1-y N support layer 804 having a three-dimensional structure of bottom/side/top.

또한, 상기 절연부(200)은 상기 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804) 상부에 형성되고, 수평 방향과 수직 방향의 성장이 혼재되어 있으며,~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(805)이고, 상기 구동부(300)은 상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(805) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(806), 상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(806) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(807), 상기 AlbGa1-bN 채널층(807) 상부에 형성되는 AlN 공간층(809), 상기 AlN 공간층(809) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(810), 및 상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(811)으로 구성되며, 상기 상부에 형성된 AlN 공간층(809)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(808)을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자를 제공한다.In addition, the insulating portion 200 is formed on top of the Al y Ga 1-y N support layer 804 having the three-dimensional structure, growth in the horizontal direction and vertical direction is mixed, and has a high resistance value of ~ MΩ or more A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 having an Acceptor-H complex distribution structure, and the driver 300 is formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806, the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 807, the Al b Ga 1-b An AlN space layer 809 formed over the N channel layer 807, an Al c Ga 1-c N barrier layer 810 formed over the AlN space layer 809, and the Al c Ga 1-c N It consists of a surface protection layer and an electrode contact layer 811 formed on the barrier layer, and the 2DEG layer 808 at the interface between the AlN space layer 809 formed on the top and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the bottom It provides a HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure including.

도 8 를 참조하면, 상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 AlN 격자 정합층(802)은 수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 3 배 이상 빠르며, 수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고, 상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선하는 것을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 8, the secondary AlN lattice matching layer 802 formed by mixing the vertical and horizontal directions has a growth rate in the horizontal direction that is at least three times faster than the growth rate in the vertical direction, and the growth rate in the horizontal direction and the vertical direction are mixed. and proceeds simultaneously, and provides an RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including growth in the horizontal direction in the three-dimensional structure having the bottom / side / top.

도 8 를 참조하면, 상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 2 차 AlN 격자 정합층(802)은 하부의 면적이 상부의 면적보다 크며, 측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이고, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과 입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자를 제공한다.Referring to FIG. 8 , the secondary AlN lattice matching layer 802 having a bottom/side/top three-dimensional structure has a lower area larger than an upper area, and the side surface has a curved three-dimensional structure from the bottom to the top. An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN/GaN heterojunction structure including two vertical growth directions on the upper surface of the structure and a lower surface without a three-dimensional structure and a horizontal growth direction on the side of the three-dimensional structure.

기판 :400, 500,600, 700, 800 AlN 격자 정합층 :401, 501, 601, 701, 801
입체 구조의 AlN 격자 정합층 :501, 601/602, 701/702, 801/802
AlxGa1-xN 스트레인 정합층 :402, 503, 603
입체 구조의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층 :703, 803 AlyGa1-yN 지지층 :403, 504, 604, 704
입체 구조의 AlyGa1-yN 지지층 :804
Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 지지층 :404, 505, 605, 705, 805
AlaGa1-aN 전자 구속층 :405, 506, 606, 706, 806 AlbGa1-bN 채널층 :406, 507, 607, 707, 807
AlN 공간층 :408, 509, 609, 709, 809 AlcGa1-cN 장벽층 :409,510, 610, 710, 810
표면 보호층 및 전극 접촉층 :410, 511, 611, 711, 811
Substrate: 400, 500, 600, 700, 800 AlN lattice matching layer: 401, 501, 601, 701, 801
Three-dimensional AlN lattice matching layer: 501, 601/602, 701/702, 801/802
Al x Ga 1-x N strain matching layer: 402, 503, 603
Three-dimensional Al x Ga 1-x N strain matching layer: 703, 803 Al y Ga 1-y N support layer: 403, 504, 604, 704
Three-dimensional Al y Ga 1-y N support layer:804
Semi-insulating Al y Ga 1-y N support layer having an Acceptor-H complex distribution structure: 404, 505, 605, 705, 805
Al a Ga 1-a N electron confinement layer: 405, 506, 606, 706, 806 Al b Ga 1-b N channel layer: 406, 507, 607, 707, 807
AlN space layer: 408, 509, 609, 709, 809 Al c Ga 1-c N barrier layer: 409,510, 610, 710, 810
Surface protective layer and electrode contact layer: 410, 511, 611, 711, 811

Claims (58)

AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서;
기판 상부에 형성되어 격자 상수와 스트레인(응력)을 제어하는 지지부(300),
상기 지지부 상부에 형성되고 누설전류와 항복 전압을 제어하는 절연부(200),
상기 절연부 상부에 형성되고 2DEG 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부(100)를 포함하며,
상기 지지부(300)는;
기판 상부에 형성되는 AlN 격자 정합층(401),
상기 AlN 격자 정합층 상부에 형성되는 AlyGa1-yN 스트레인(응력) 정합층(402),
상기 AlyGa1-yN 스트레인(응력) 정합층 상부에 형성되는 AlGaN 지지층(403)으로 구성되고,
상기 절연부(200)은;
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(404)이며,
상기 구동부(100)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(404) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN(405) 전자 구속층(405),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(405) 상부에 형성되는 AlGaN 채널층(406),
상기 AlGaN 채널층 상부에 형성되는 AlN 공간층(408),
상기 AlN 공간층(408) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(409),
상기 AlcGa1-cN 장벽층(409) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(410),
또는, 상기 AlcGa1-cN 장벽층(409) 상부에 n-AlGaN 전자 공급층;을
포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자.
in HEMT electronic devices having an AlGaN/GaN heterojunction structure;
A support 300 formed on the substrate to control lattice constants and strain (stress);
An insulating part 200 formed on the support part and controlling leakage current and breakdown voltage;
A driving unit 100 formed on the insulating unit and controlling 2DEG electron concentration and mobility,
The support part 300;
An AlN lattice matching layer 401 formed on the substrate,
An Al y Ga 1-y N strain (stress) matching layer 402 formed on the AlN lattice matching layer;
It consists of an AlGaN support layer 403 formed on top of the Al y Ga 1-y N strain (stress) matching layer,
The insulating part 200;
It is a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a structure of Acceptor-H complex distribution with a high resistance value of ~MΩ or more,
The drive unit 100;
An Al a Ga 1-a N (405) electron confinement layer 405 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404;
An AlGaN channel layer 406 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405;
An AlN space layer 408 formed on the AlGaN channel layer,
An Al c Ga 1-c N barrier layer 409 formed on the AlN space layer 408,
A surface protection layer and an electrode contact layer 410 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 409,
Alternatively, an n-AlGaN electron supply layer on top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 409;
A HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure comprising.
청구항 1에서,
반절연성 AlyGa1-yN층(404)의 Al 조성(함량)은;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(402)보다 낮으며(x>y),
상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(405) 보다 낮으며(a>y),
상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(409) 보다 낮고(c>y),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(405)의 Al 조성은;
상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(402) 보다 같거나 적고(a≤x),
상부의 AlcGa1-cN 장벽층(409) 보다 같거나 높은(a≥c)것을;,
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 is;
It is lower than the Al y Ga 1-y N strain matching layer 402 formed at the bottom (x>y),
lower than that of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405 formed thereon (a>y),
lower than the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 formed thereon (c>y),
The Al composition of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405 is;
Less than or equal to the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 402 (a≤x),
The same or higher (a≥c) than the upper Al c Ga 1-c N barrier layer 409;,
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
고품질의 결정성을 갖는 AlyGa1-yN 지지층(403)과 반절연성 AlyGa1-yN층(404) 하부에,
기판과의 격자 정합을 위한 AlN 격자 정합층(401)이 형성되고,
상기 AlN 격자 정합층(401)과 AlyGa1-yN 지지층과(403)의 스트레인 정합층인 AlxGa1-xN 층(402)을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
Under the high-quality crystalline Al y Ga 1-y N support layer 403 and the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404,
An AlN lattice matching layer 401 for lattice matching with the substrate is formed,
an Al x Ga 1-x N layer 402 which is a strain matching layer of the AlN lattice matching layer 401, the Al y Ga 1-y N support layer 403;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(404)은;
Acceptor-H complex 분포를 갖는 구조이고,
Mg, Zn, C, Ir, Fe등의 Acceptor 불순물로 구성되며,
1019~1021/cm3 범위의 불순물 농도를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
The semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a high resistance value of ~MΩ or more;
It has a structure with Acceptor-H complex distribution,
It is composed of acceptor impurities such as Mg, Zn, C, Ir, and Fe.
A high frequency (RF) high electron mobility transistor with an impurity concentration in the range of 10 19 to 10 21 /cm 3 .
청구항 1에서,
표면 보호층 및 전극 접촉층(410)은;
반절연성 AlyGa1-yN층(404) 상부에 동일한 c-axis로 방향으로 성장되어 형성되고,
하부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(409)의 표면 보호,
또는 Schottky 및 Ohmic 전극 접촉,
불순물을 포함하지 않은 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되거나,
Acceptor 불순물을 포함하는 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되며,
또한 SixNy 절연막이 in-situ 및 ex-situ 방법으로 형성된 것을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
The surface protection layer and the electrode contact layer 410;
It is formed by growing in the same c-axis direction on top of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404,
Surface protection of the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 formed on the lower side,
or Schottky and Ohmic electrode contacts,
composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing no impurities;
Composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing acceptor impurities,
In addition, the Si x N y insulating film is formed by in-situ and ex-situ methods;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(404)을 기준으로;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(403)과의 계면에서 불연속적인 Acceptor-H complex 분포 갖고,
또한 상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(405)과의 계면에서도 불연속적인 Acceptor-H complex 분포를;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
Based on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 formed in the same c-axis growth direction;
Has a discontinuous Acceptor-H complex distribution at the interface with the Al y Ga 1-y N support layer 403 formed on the lower side,
In addition, a discontinuous Acceptor-H complex distribution is also observed at the interface with the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 405 formed thereon;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(404),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(404)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(406)과,
상기 AlbGa1-bN 채널층(406)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlN 공간층(408)과의 계면에서 높은 캐리어 전자농도 및 이동도를 갖는 2차원가스(2DEG)층(407)을 ;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 406 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404;
A two-dimensional gas (2DEG) layer 407 having a high carrier electron concentration and mobility at the interface with the AlN space layer 408 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 406 )second ;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(404),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(404)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(406)과,
상기 AlbGa1-bN 채널(406)층과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(409) 상부에,
질화물반도체 및 절연막으로 구성된 표면 보호층(410)을;
포함하는 전계효과 트랜지스터.
In claim 1,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 406 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404;
On top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 409 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 406,
a surface protection layer 410 composed of a nitride semiconductor and an insulating film;
A field effect transistor comprising:
청구항 1에서,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖고, c-axis의 성장 방향으로 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(404)으로서,
SiC, Sapphire, Silicon등을 포함하는 반도체 재료를 기판으로 사용되는
고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터.
In claim 1,
As a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 404 having a high resistance value of ~ MΩ or more and formed in the growth direction of the c-axis,
Semiconductor materials including SiC, Sapphire, Silicon, etc. are used as substrates.
High frequency (RF) high electron mobility transistors and field effect transistors.
입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서;
기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 지지부 상부에 형성되는 절연부(200),
상기 절연부 상부에 형성되고 2DEG 전자농도 및 이동도를 제어하는 구동부(300)를 포함하며,
구동부(100)로 구성되며,
상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)는;
기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(501),
상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(501) 상부에 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층(502),
상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층 상부에 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(503),
상기 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(504),
상기 절연부(200)은;
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(505)이며,
상기 구동부(100)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(505) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(506),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(506) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(507),
상기 AlbGa1-bN 채널층(507) 상부에 형성되는 AlN 공간층(509),
상기 AlN 공간층(509) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(510),
상기 AlcGa1-cN 장벽층(510) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(511);
상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(508);을
포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자.
in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure;
A support 300 having a three-dimensional structure formed on the substrate;
An insulating part 200 formed on the support part,
A driving unit 300 formed on the insulating unit and controlling 2DEG electron concentration and mobility,
It consists of a drive unit 100,
The support 300 having the three-dimensional structure;
An AlN lattice matching layer 501 having a three-dimensional structure of bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate,
An AlN lattice matching layer 502 formed by mixing vertical and horizontal directions on the top of the AlN lattice matching layer 501 of the primary three-dimensional structure,
An Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 503 formed on top of the AlN lattice matching layer formed by mixing the vertical and horizontal directions,
An Al y Ga 1-y N support layer 504 formed on the Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer,
The insulating part 200;
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~MΩ or more,
The drive unit 100;
An Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
An Al b Ga 1- b N channel layer 507 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506;
an AlN space layer 509 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 507;
An Al c Ga 1-c N barrier layer 510 formed on the AlN space layer 509,
a surface protection layer and an electrode contact layer 511 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 510;
2DEG layer 508 at the interface between the AlN space layer 509 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part;
A HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure comprising.
청구항 10에서,
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlN 격자 정합층(502)은,
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선되며,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판의 성장면과 평행한 평면의 AlN 격자 정합층(502);을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 10,
The AlN lattice matching layer 502 formed by mixing the vertical and horizontal directions,
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
The growth of the three-dimensional structure having the bottom / side / top is given priority in the horizontal direction,
The three-dimensional structure having the lower/side/upper portions is fused to form an AlN lattice matching layer 502 of a plane parallel to the growth surface of the substrate.
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including.
청구항 10에서,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조의 AlN 격자 정합층(501)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 10,
The three-dimensional AlN lattice matching layer 501 having the lower/side/upper portions;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising:
청구항 10에서,
반절연성 AlyGa1-yN층(504)의 Al 조성(함량)은;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(503)보다 낮으며(x>y),
상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(506) 보다 낮으며(a>y),
상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(510) 보다 낮고(c>y),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(506)의 Al 조성은;
상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(503) 보다 같거나 적고(a≤x),
상부의 AlcGa1-cN 장벽층(510) 보다 같거나 높은(a≥c)것을;,
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 10,
The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 504 is;
It is lower than the Al y Ga 1-y N strain matching layer 503 formed at the bottom (x>y),
lower than that of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed thereon (a>y),
Lower than the Al c Ga 1-c N barrier layer 510 formed on the top (c>y),
The Al composition of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 is;
Less than or equal to the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 503 (a≤x),
The same or higher (a≥c) than the upper Al c Ga 1-c N barrier layer 510;,
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 10에서,
고품질의 결정성을 갖는 AlyGa1-yN 지지층(504)과 반절연성 AlyGa1-yN층(505) 하부에,
기판과의 격자 정합을 위한 AlN 격자 정합층(502)이 형성되고,
상기 AlN 격자 정합층(401)과 AlyGa1-yN 지지층과(504)의 스트레인 정합층인 AlxGa1-xN 층(503)을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 10,
Under the high-quality crystalline Al y Ga 1-y N support layer 504 and the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505,
An AlN lattice matching layer 502 for lattice matching with the substrate is formed,
an Al x Ga 1-x N layer 503 which is a strain matching layer of the AlN lattice matching layer 401, the Al y Ga 1-y N support layer 504;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 10에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(505)은;
Acceptor-H complex 분포를 갖는 구조이고,
Mg, Zn, C, Ir, Fe등의 Acceptor 불순물로 구성되며,
1019~1021/cm3 범위의 불순물 농도를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 10,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
The semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having a high resistance value of ~MΩ or more;
It has a structure with Acceptor-H complex distribution,
It is composed of acceptor impurities such as Mg, Zn, C, Ir, and Fe.
A high frequency (RF) high electron mobility transistor with an impurity concentration in the range of 10 19 to 10 21 /cm 3 .
청구항 10에서,
표면 보호층 및 전극 접촉층(511)은;
반절연성 AlyGa1-yN층(505) 상부에 동일한 c-axis로 방향으로 성장되어 형성되고,
하부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(510)의 표면 보호,
또는 Schottky 및 Ohmic 전극 접촉,
불순물을 포함하지 않은 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되거나,
Acceptor 불순물을 포함하는 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되며,
또한 SixNy 절연막이 in-situ 및 ex-situ 방법으로 형성된 것을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 10,
the surface protection layer and the electrode contact layer 511;
Formed by growing in the same c-axis direction on top of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505,
Surface protection of the Al c Ga 1-c N barrier layer 510 formed on the lower side,
or Schottky and Ohmic electrode contacts,
composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing no impurities;
Composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing acceptor impurities,
In addition, the Si x N y insulating film is formed by in-situ and ex-situ methods;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 1에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(505)을 기준으로;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(504)과의 계면에서 불연속적인 Acceptor-H complex 분포 갖고,
또한 상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(506)과의 계면에서도 불연속적인 Acceptor-H complex 분포를;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 1,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
Based on the formed semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
Has a discontinuous Acceptor-H complex distribution at the interface with the Al y Ga 1-y N support layer 504 formed on the lower side,
In addition, a discontinuous Acceptor-H complex distribution is also observed at the interface with the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 506 formed thereon;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 10에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(505),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(505)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(507)과,
상기 AlbGa1-bN 채널층(507)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlN 공간층(409)과의 계면에서 높은 캐리어 전자농도 및 이동도를 갖는 2차원가스(2DEG)층(508)을 ;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 10,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 507 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
A two-dimensional gas (2DEG) layer 508 having a high carrier electron concentration and mobility at the interface with the AlN space layer 409 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 507 )second ;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 10에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(505),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(505)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(507)과,
상기 AlbGa1-bN 채널(507)층과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(510) 상부에,
질화물반도체 및 절연막으로 구성된 표면 보호층(511)을;
포함하는 전계효과 트랜지스터.
In claim 10,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 507 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
On top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 510 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 507,
a surface protective layer 511 composed of a nitride semiconductor and an insulating film;
A field effect transistor comprising:
청구항 10에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖고, c-axis의 성장 방향으로 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(505)으로서,
SiC, Sapphire, Silicon등을 포함하는 반도체 재료를 기판으로 사용되는
고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터.
In claim 10,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
As a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505 having a high resistance value of ~ MΩ or more and formed in the growth direction of the c-axis,
Semiconductor materials including SiC, Sapphire, Silicon, etc. are used as substrates.
High frequency (RF) high electron mobility transistors and field effect transistors.
입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서;
기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 입체 구조를 갖는 지지부 상부에 형성되는 절연부(200),
상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(300)로 구성되며,
상기 입체 구조를 갖는 지지부는(100);
기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(601),
상기 1 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(602),
상기 수직방향과 수평방향의 혼재되어 형성된 2 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층 상부에 형성되고,
수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층(603),
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlxGa1-xN 스트레인(응력) 정합층 상부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(604),
상기 절연부(200)은;
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(605)이며,
상기 구동부(100)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(605) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(606),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(606) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(607),
상기 AlbGa1-bN 채널층(607) 상부에 형성되는 AlN 공간층(609),
상기 AlN 공간층(609) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(610),
상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(611);
상기 상부에 형성된 AlN 공간층(509)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(608);을
포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자.
in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure;
A support 300 having a three-dimensional structure formed on the substrate;
An insulating part 200 formed on the support part having the three-dimensional structure,
Consisting of a driving unit 300 formed on the upper part of the insulating unit,
The support having the three-dimensional structure (100);
An AlN lattice matching layer 601 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate,
An AlN lattice matching layer 602 having a secondary three-dimensional structure formed by mixing vertical and horizontal directions on the top of the AlN lattice matching layer 601 of the primary three-dimensional structure;
Formed on top of the AlN lattice matching layer having a secondary three-dimensional structure formed by mixing the vertical and horizontal directions,
Al x Ga 1-x N strain (stress) matching layer 603 formed in a mixture of vertical and horizontal directions,
An Al y Ga 1-y N support layer 604 formed on top of the Al x Ga 1- x N strain (stress) matching layer formed by mixing the vertical and horizontal directions;
The insulating part 200;
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer (605) having an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~MΩ or more,
The drive unit 100;
an Al a Ga 1-a N electron confining layer 606 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605;
An Al b Ga 1- b N channel layer 607 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606;
An AlN space layer 609 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 607;
An Al c Ga 1-c N barrier layer 610 formed on the AlN space layer 609,
a surface protection layer and an electrode contact layer 611 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer;
2DEG layer 608 at the interface between the AlN space layer 509 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part;
A HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure comprising.
청구항 30 에서,
상기 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(602)은;
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선되는 것;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 30 ,
The AlN lattice matching layer 602 having a secondary three-dimensional structure having the lower/side/upper portions;
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
In the three-dimensional structure having the bottom / side / top, growth in the horizontal direction is given priority;
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including.
청구항 30 에서,
상기 하부/측면/상부를 갖는 1 차 및 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(601)/(602)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 30 ,
AlN lattice matching layers 601/602 having primary and secondary three-dimensional structures having the lower/side/upper portions;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising:
청구항 30 에서,
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlGaN 스트레인 정합층(603)은,
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선되며,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판의 성장면과 평행한 평면의 AlGaN 스트레인 정합층(603);을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 30 ,
The AlGaN strain matching layer 603 formed by mixing the vertical and horizontal directions,
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
The growth of the three-dimensional structure having the bottom / side / top is given priority in the horizontal direction,
AlGaN strain matching layer 603 of a plane parallel to the growth surface of the substrate by fusion of the three-dimensional structure having the bottom / side / top part;
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including.
청구항 30에서,
반절연성 AlyGa1-yN층(605)의 Al 조성(함량)은;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(603)보다 낮으며(x>y),
상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(606) 보다 낮으며(a>y),
상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(610) 보다 낮고(c>y),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(606)의 Al 조성은;
상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(603) 보다 같거나 적고(a≤x),
상부의 AlcGa1-cN 장벽층(610) 보다 같거나 높은(a≥c)것을;,
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 is;
It is lower than the Al y Ga 1-y N strain matching layer 603 formed at the bottom (x>y),
lower than that of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 formed thereon (a>y),
Lower than the Al c Ga 1-c N barrier layer 610 formed on the top (c>y),
The Al composition of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 is;
Less than or equal to the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 603 (a≤x),
The same or higher (a≥c) than the upper Al c Ga 1-c N barrier layer 610;,
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 30에서,
고품질의 결정성을 갖는 AlyGa1-yN 지지층(604)과 반절연성 AlyGa1-yN층(605) 하부에,
기판과의 격자 정합을 위한 AlN 격자 정합층(601)이 형성되고,
상기 AlN 격자 정합층(601)과 AlyGa1-yN 지지층과(604)의 스트레인 정합층인 AlxGa1-xN 층(603)을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
Under the high-quality crystalline Al y Ga 1-y N support layer 604 and the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605,
An AlN lattice matching layer 601 for lattice matching with the substrate is formed,
an Al x Ga 1-x N layer 603 which is a strain matching layer of the AlN lattice matching layer 601, the Al y Ga 1-y N support layer 604;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 30에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(605)은;
Acceptor-H complex 분포를 갖는 구조이고,
Mg, Zn, C, Ir, Fe등의 Acceptor 불순물로 구성되며,
1019~1021/cm3 범위의 불순물 농도를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
The semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having a high resistance value of ~MΩ or more;
It has a structure with Acceptor-H complex distribution,
It is composed of acceptor impurities such as Mg, Zn, C, Ir, and Fe.
A high frequency (RF) high electron mobility transistor with an impurity concentration in the range of 10 19 to 10 21 /cm 3 .
청구항 30에서,
표면 보호층 및 전극 접촉층(611)은;
반절연성 AlyGa1-yN층(605) 상부에 동일한 c-axis로 방향으로 성장되어 형성되고,
하부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(610)의 표면 보호,
또는 Schottky 및 Ohmic 전극 접촉,
불순물을 포함하지 않은 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되거나,
Acceptor 불순물을 포함하는 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되며,
또한 SixNy 절연막이 in-situ 및 ex-situ 방법으로 형성된 것을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
the surface protection layer and the electrode contact layer 611;
Formed by growing in the same c-axis direction on top of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605,
Surface protection of the Al c Ga 1-c N barrier layer 610 formed on the lower side,
or Schottky and Ohmic electrode contacts,
composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing no impurities;
Composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing acceptor impurities,
In addition, the Si x N y insulating film is formed by in-situ and ex-situ methods;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 30에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(605)을 기준으로;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(604)과의 계면에서 불연속적인 Acceptor-H complex 분포 갖고,
또한 상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(606)과의 계면에서도 불연속적인 Acceptor-H complex 분포를;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
Based on the formed semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605;
Has a discontinuous Acceptor-H complex distribution at the interface with the Al y Ga 1-y N support layer 604 formed at the bottom,
In addition, a discontinuous Acceptor-H complex distribution is observed at the interface with the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 606 formed thereon;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 30에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(605),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(505)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(607)과,
상기 AlbGa1-bN 채널층(607)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlN 공간층(609)과의 계면에서 높은 캐리어 전자농도 및 이동도를 갖는 2차원가스(2DEG)층(608)을 ;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 30,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 607 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
A two-dimensional gas (2DEG) layer (608) having a high carrier electron concentration and mobility at the interface with the AlN space layer (609) formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer (607). )second ;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 30에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(605),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(605)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(607)과,
상기 AlbGa1-bN 채널(607)층과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(610) 상부에,
질화물반도체 및 절연막으로 구성된 표면 보호층(611)을;
포함하는 전계효과 트랜지스터.
In claim 30,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 607 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605;
On top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 610 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 607,
a surface protective layer 611 composed of a nitride semiconductor and an insulating film;
A field effect transistor comprising:
청구항 30에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖고, c-axis의 성장 방향으로 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(605)으로서,
SiC, Sapphire, Silicon등을 포함하는 반도체 재료를 기판으로 사용되는
고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터.
In claim 30,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 605 having a high resistance value of ~MΩ or more and formed in the growth direction of the c-axis,
Semiconductor materials including SiC, Sapphire, Silicon, etc. are used as substrates.
High frequency (RF) high electron mobility transistors and field effect transistors.
입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서;
기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 입체 구조를 갖는 지지부 상부에 형성되는 절연부(200),
상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성되며,
상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)는;
기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701),
상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(701) 상부에 형성된 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(702),
상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlGaN 스트레인 정합층(703),
또한,AlxGa1-xN 스트레인 정합(703)의 입체 구조의 입체 면적이 2 차 AlN 격자 정합층(702)의 입체 면적보다 크며,
상기 입체 구조를 갖는 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703) 상부에 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(704),
상기 절연부(200)은;
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(705)이며,
상기 구동부(100)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(705) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(706),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(706) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(707),
상기 AlbGa1-bN 채널층(707) 상부에 형성되는 AlN 공간층(709),
상기 AlN 공간층(709) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(710),
상기 AlcGa1-cN 장벽층(710) 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(711);
상기 상부에 형성된 AlN 공간층(709)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(708);을
을 포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자.
in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure;
A support 300 having a three-dimensional structure formed on the substrate;
An insulating part 200 formed on the support part having the three-dimensional structure,
It consists of a driving unit 100 formed on the upper part of the insulating part,
The support 300 having the three-dimensional structure;
An AlN lattice matching layer 701 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate,
An AlN lattice matching layer 702 having a secondary three-dimensional structure having a lower/side/upper portion formed on the upper portion of the AlN lattice matching layer 701 having the primary three-dimensional structure,
An AlGaN strain matching layer 703 having a three-dimensional structure of a bottom / side / top on top of the AlN lattice matching layer of the secondary three-dimensional structure,
In addition, the three-dimensional area of the three-dimensional structure of the Al x Ga 1-x N strain matching 703 is larger than that of the secondary AlN lattice matching layer 702,
An Al y Ga 1-y N support layer 704 having a three-dimensional structure formed by mixing vertical and horizontal directions on the Al x Ga 1-x N strain matching layer 703 having the three-dimensional structure,
The insulating part 200;
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~MΩ or more,
The drive unit 100;
an Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705;
An Al b Ga 1- b N channel layer 707 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706;
An AlN space layer 709 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 707;
An Al c Ga 1-c N barrier layer 710 formed on the AlN space layer 709,
a surface protection layer and an electrode contact layer 711 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer 710;
2DEG layer 708 at the interface between the AlN space layer 709 formed on the upper part and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower part;
A HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure comprising a.
청구항 42 에서,
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 AlN 격자 정합층(702)은,
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선되는 것;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 42,
The secondary AlN lattice matching layer 702 formed by mixing the vertical and horizontal directions,
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
In the three-dimensional structure having the bottom / side / top, growth in the horizontal direction is given priority;
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including.
청구항 42 에서,
상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 1 차 및 2 차 AlN 격자 정합층(701),(702)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 42,
The first and second AlN lattice matching layers 701 and 702 having the lower/side/upper three-dimensional structures;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising:
청구항 42 에서,
상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlN 스트레인 정합층(701)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향이고,
또한,AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703)의 2 차 입체면적이 AlN 격자 정합층(702)의 입체 면적보다 큰 것;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 42,
The AlN strain matching layer 701 having the three-dimensional structure of the bottom/side/top;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
is the horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure,
In addition, the secondary solid area of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 703 is larger than that of the AlN lattice matching layer 702;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising:
청구항 42 에서,
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 AlyGa1-yN 지지층(704)은,
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 수평 방향으로 성장이 우선되며,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조가 융합되어 기판의 성장면과 평행한 평면의 AlGaN 지지층;
을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 42,
The Al y Ga 1-y N support layer 704 formed by mixing the vertical and horizontal directions,
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
The growth of the three-dimensional structure having the bottom / side / top is given priority in the horizontal direction,
AlGaN support layer of a plane parallel to the growth surface of the substrate in which the three-dimensional structure having the lower/side/upper portions is fused;
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising a.
청구항 42에서,
반절연성 AlyGa1-yN층(705)의 Al 조성(함량)은;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(703)보다 낮으며(x>y),
상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(706) 보다 낮으며(a>y),
상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(710) 보다 낮고(c>y),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(706)의 Al 조성은;
상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(703) 보다 같거나 적고(a≤x),
상부의 AlcGa1-cN 장벽층(710) 보다 같거나 높은(a≥c)것을;,
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 is;
It is lower than the Al y Ga 1-y N strain matching layer 703 formed at the bottom (x>y),
lower than that of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706 formed thereon (a>y),
lower than the Al c Ga 1-c N barrier layer 710 formed thereon (c>y),
The Al composition of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706 is;
Less than or equal to the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 703 (a≤x),
The same or higher (a≥c) than the upper Al c Ga 1-c N barrier layer 710;,
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 42에서,
고품질의 결정성을 갖는 AlyGa1-yN 지지층(704)과 반절연성 AlyGa1-yN층(705) 하부에,
기판과의 격자 정합을 위한 AlN 격자 정합층(701)이 형성되고,
상기 AlN 격자 정합층(701)과 AlyGa1-yN 지지층과(704)의 스트레인 정합층인 AlxGa1-xN 층(703)을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
Under the high-quality crystalline Al y Ga 1-y N support layer 704 and the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705,
An AlN lattice matching layer 701 for lattice matching with the substrate is formed,
an Al x Ga 1-x N layer 703 which is a strain matching layer of the AlN lattice matching layer 701, the Al y Ga 1-y N support layer 704;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 42에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(705)은;
Acceptor-H complex 분포를 갖는 구조이고,
Mg, Zn, C, Ir, Fe등의 Acceptor 불순물로 구성되며,
1019~1021/cm3 범위의 불순물 농도를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
The semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having a high resistance value of ~MΩ or more;
It has a structure with Acceptor-H complex distribution,
It is composed of acceptor impurities such as Mg, Zn, C, Ir, and Fe.
A high frequency (RF) high electron mobility transistor with an impurity concentration in the range of 10 19 to 10 21 /cm 3 .
청구항 42에서,
표면 보호층 및 전극 접촉층(711)은;
반절연성 AlyGa1-yN층(705) 상부에 동일한 c-axis로 방향으로 성장되어 형성되고,
하부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(710)의 표면 보호,
또는 Schottky 및 Ohmic 전극 접촉,
불순물을 포함하지 않은 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되거나,
Acceptor 불순물을 포함하는 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되며,
또한 SixNy 절연막이 in-situ 및 ex-situ 방법으로 형성된 것을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
the surface protection layer and the electrode contact layer 711;
Formed by growing in the same c-axis direction on top of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705,
Surface protection of the Al c Ga 1-c N barrier layer 710 formed on the lower side,
or Schottky and Ohmic electrode contacts,
composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing no impurities;
Composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing acceptor impurities,
In addition, the Si x N y insulating film is formed by in-situ and ex-situ methods;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 42에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(705)을 기준으로;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(704)과의 계면에서 불연속적인 Acceptor-H complex 분포 갖고,
또한 상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(706)과의 계면에서도 불연속적인 Acceptor-H complex 분포를;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
Based on the formed semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705;
Has a discontinuous Acceptor-H complex distribution at the interface with the Al y Ga 1-y N support layer 704 formed on the lower side,
In addition, a discontinuous Acceptor-H complex distribution is also observed at the interface with the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 706 formed thereon;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 42에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(705),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(505)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(707)과,
상기 AlbGa1-bN 채널층(707)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlN 공간층(709)과의 계면에서 높은 캐리어 전자농도 및 이동도를 갖는 2차원가스(2DEG)층(708)을 ;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 42,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 707 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 505;
A two-dimensional gas (2DEG) layer 708 having a high carrier electron concentration and mobility at the interface with the AlN space layer 709 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 707 )second ;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 42에서,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(705),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(705)과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlbGa1-bN 채널층(707)과,
상기 AlbGa1-bN 채널(707)층과 동일한 c-axis 성장방향으로 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(710) 상부에,
질화물반도체 및 절연막으로 구성된 표면 보호층(711)을;
포함하는 전계효과 트랜지스터.
In claim 42,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1-b N channel layer 707 formed in the same c-axis growth direction as the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705;
On top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 710 formed in the same c-axis growth direction as the Al b Ga 1-b N channel layer 707,
a surface protective layer 711 composed of a nitride semiconductor and an insulating film;
A field effect transistor comprising:
청구항 42에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(705)으로서,
SiC, Sapphire, Silicon등을 포함하는 반도체 재료를 기판으로 사용되는
고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터.
In claim 42,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
As a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 705 having a high resistance value of ~ MΩ or more,
Semiconductor materials including SiC, Sapphire, Silicon, etc. are used as substrates.
High frequency (RF) high electron mobility transistors and field effect transistors.
입체 구조를 갖는 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자에서;
기판 상부에 형성된 입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 입체 구조를 갖는 지지부 상부에 형성되는 절연부(200),
상기 절연부 상부에 형성되는 구동부(100)로 구성되며,
상기 입체 구조를 갖는 지지부(300)는;
기판 상부에 규칙적인 배열의 하부/측면/상부의 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801),
상기 1 차 입체 구조를 갖는 AlN 격자 정합층(801) 상부에 형성된 하부/측면/상부를 갖는 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802),
상기 2 차 입체 구조의 AlN 격자 정합층(802) 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlxGa 1-xN 스트레인 정합층(803),
상기 입체 구조를 갖는 AlxGa 1-xN 스트레인 정합층(803) 상부에 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804),
상기 절연부(200)은;
상기 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804) 상부에 형성되고,
수평 방향과 수직 방향의 성장이 혼재되어 있으며,
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 Acceptor-H complex 분포의 구조를 갖는 반절연성 AlyGa1-yN 층(805)이며,
상기 구동부(100)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN 층(805) 상부에 형성되는 AlaGa1-aN 전자 구속층(806),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(806) 상부에 형성되는 AlbGa1-bN 채널층(807),
상기 AlbGa1-bN 채널층(807) 상부에 형성되는 AlN 공간층(809),
상기 AlN 공간층(809) 상부에 형성되는 AlcGa1-cN 장벽층(810),
상기 AlcGa1-cN 장벽층 상부에 형성되는 표면 보호층 및 전극 접촉층(811);을
상기 상부에 형성된 AlN 공간층(809)과 하부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층 계면에서 2DEG 층(808);을
포함하는 AlGaN/GaN 이종접합 구조를 갖는 HEMT 전자 소자.
in a HEMT electronic device having an AlGaN/GaN heterojunction structure having a three-dimensional structure;
A support 300 having a three-dimensional structure formed on the substrate;
An insulating part 200 formed on the support part having the three-dimensional structure,
It consists of a driving unit 100 formed on the upper part of the insulating part,
The support 300 having the three-dimensional structure;
An AlN lattice matching layer 801 having a primary three-dimensional structure of the bottom / side / top in a regular arrangement on the substrate;
An AlN lattice matching layer 802 having a secondary three-dimensional structure having a lower/side/upper portion formed on the upper portion of the AlN lattice matching layer 801 having the primary three-dimensional structure,
An Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 having a lower/side/upper three-dimensional structure on top of the AlN lattice matching layer 802 of the secondary three-dimensional structure,
An Al y Ga 1-y N support layer 804 having a three-dimensional structure of a bottom / side / top on top of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 having the three-dimensional structure,
The insulating part 200;
Formed on top of the Al y Ga 1-y N support layer 804 having the three-dimensional structure,
Horizontal and vertical growth are mixed,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer (805) having an Acceptor-H complex distribution structure with a high resistance value of ~MΩ or more,
The drive unit 100;
An Al a Ga 1-a N electron confining layer 806 formed on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805;
An Al b Ga 1- b N channel layer 807 formed on the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806;
An AlN space layer 809 formed on the Al b Ga 1-b N channel layer 807;
An Al c Ga 1-c N barrier layer 810 formed on the AlN space layer 809,
A surface protection layer and an electrode contact layer 811 formed on the Al c Ga 1-c N barrier layer;
2DEG layer 808 at the interface between the AlN space layer 809 formed on the upper side and the Al b Ga 1-b N channel layer formed on the lower side;
A HEMT electronic device having an AlGaN / GaN heterojunction structure comprising.
청구항 55 에서,
상기 수직 방향과 수평 방향의 혼재되어 형성된 2 차 AlN 격자 정합층(802)은,
수평 방향의 성장률이 수직 방향으로의 성장률보다 최소 2 배 이상 빠르며,
수평 방향과 수직 방향의 혼재되어 동시에 진행되고,
상기 하부/측면/상부를 갖는 입체 구조에서 수평 방향으로 성장이 우선하는 것;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HEMT 전자 소자.
In claim 55 ,
The secondary AlN lattice matching layer 802 formed by mixing the vertical and horizontal directions,
The growth rate in the horizontal direction is at least twice as fast as the growth rate in the vertical direction,
The horizontal and vertical directions are mixed and progressed simultaneously,
In the three-dimensional structure having the bottom / side / top, growth in the horizontal direction takes precedence;
An RF HEMT electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure including.
청구항 55 에서,
상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 2 차 AlN 격자 정합층(802)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없는 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향;을
포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 55 ,
The secondary AlN lattice matching layer 802 having the three-dimensional structure of the bottom/side/top;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising:
청구항 55 에서,
상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlN 스트레인 정합층(803)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향이고,
또한,AlxGa1-xN 스트레인 정합층(803)의 입체면적이 2 차 AlN 격자 정합층(802)의 입체 면적보다 큰 것;
을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 55 ,
The AlN strain matching layer 803 having the three-dimensional structure of the bottom/side/top;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
is the horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure,
In addition, the three-dimensional area of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 is larger than that of the secondary AlN lattice matching layer 802;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising a.
청구항 55 에서,
상기 하부/측면/상부의 입체 구조를 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804)은;
하부의 면적이 상부의 면적보다 크며,
측면은 하부에서 상부쪽으로 곡면의 입체 구조이며,
또한, 입체 구조의 상부면과 입체 구조가 없은 하부면에서 2 개의 수직 성장 방향과,
입체 구조의 측면에서 수평의 성장 방향이고,
또한,AlyGa1-yN 지지층(804)의 입체면적이 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(803)의 입체 면적보다 큰 것;
을 포함하는 입체구조의 AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 갖는 RF HET 전자 소자.
In claim 55 ,
The Al y Ga 1-y N support layer 804 having a three-dimensional structure of the bottom/side/top;
The lower area is larger than the upper area,
The side is a three-dimensional structure of a curved surface from the bottom to the top,
In addition, two vertical growth directions on the upper surface of the three-dimensional structure and the lower surface without the three-dimensional structure,
is the horizontal growth direction in terms of the three-dimensional structure,
In addition, the three-dimensional area of the Al y Ga 1-y N support layer 804 is greater than the three-dimensional area of the Al x Ga 1-x N strain matching layer 803;
An RF HET electronic device having a three-dimensional AlGaN / GaN heterojunction structure comprising a.
청구항 55에서,
반절연성 AlyGa1-yN층(805)의 Al 조성(함량)은;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 스트레인 정합층(803)보다 낮으며(x>y),
상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(806) 보다 낮으며(a>y),
상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(810) 보다 낮고(c>y),
상기 AlaGa1-aN 전자 구속층(806)의 Al 조성은;
상부의 AlxGa1-xN 스트레인 정합층(803) 보다 같거나 적고(a≤x),
상부의 AlcGa1-cN 장벽층(810) 보다 같거나 높은(a≥c)것을;,
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
The Al composition (content) of the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 is;
It is lower than the Al y Ga 1-y N strain matching layer 803 formed at the bottom (x>y),
Lower than the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 formed thereon (a>y),
Lower than the Al c Ga 1-c N barrier layer 810 formed on the top (c>y),
The Al composition of the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 is;
Less than or equal to the upper Al x Ga 1-x N strain matching layer 803 (a≤x),
The same or higher (a≥c) than the upper Al c Ga 1-c N barrier layer 810;,
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 55에서,
고품질의 결정성을 갖는 AlyGa1-yN 지지층(804)과 반절연성 AlyGa1-yN층(805) 하부에,
기판과의 격자 정합을 위한 AlN 격자 정합층(801)이 형성되고,
상기 AlN 격자 정합층(801)과 AlyGa1-yN 지지층과(704)의 스트레인 정합층인 AlxGa1-xN 층(803)을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
Under the high-quality crystalline Al y Ga 1-y N support layer 804 and the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805,
An AlN lattice matching layer 801 for lattice matching with the substrate is formed,
an Al x Ga 1-x N layer 803 which is a strain matching layer of the AlN lattice matching layer 801, the Al y Ga 1-y N support layer 704;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 55에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(805)은;
Acceptor-H complex 분포를 갖는 구조이고,
Mg, Zn, C, Ir, Fe등의 Acceptor 불순물로 구성되며,
1019~1021/cm3 범위의 불순물 농도를 갖는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
The semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 having a high resistance value of ~MΩ or more;
It has a structure with Acceptor-H complex distribution,
It is composed of acceptor impurities such as Mg, Zn, C, Ir, and Fe.
A high frequency (RF) high electron mobility transistor with an impurity concentration in the range of 10 19 to 10 21 /cm 3 .
청구항 55에서,
표면 보호층 및 전극 접촉층(811)은;
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(805) 상부에 성장되어 형성되고,
하부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(810)의 표면 보호,
또는 Schottky 및 Ohmic 전극 접촉,
불순물을 포함하지 않은 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되거나,
Acceptor 불순물을 포함하는 GaN,AlGaN, 및 Al(In)N로 구성되며,
또한 SixNy 절연막이 in-situ 및 ex-situ 방법으로 형성된 것을;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
the surface protection layer and the electrode contact layer 811;
Formed by growing on the semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805,
Surface protection of the Al c Ga 1-c N barrier layer 810 formed on the lower side,
or Schottky and Ohmic electrode contacts,
composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing no impurities;
Composed of GaN, AlGaN, and Al(In)N containing acceptor impurities,
In addition, the Si x N y insulating film is formed by in-situ and ex-situ methods;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 55에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
상기 형성된 반절연성 AlyGa1-yN층(805)을 기준으로;
하부에 형성된 AlyGa1-yN 지지층(804)과의 계면에서 불연속적인 Acceptor-H complex 분포 갖고,
또한 상부에 형성된 AlaGa1-aN 전자 구속층(806)과의 계면에서도 불연속적인 Acceptor-H complex 분포를;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
Based on the formed semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805;
Has a discontinuous Acceptor-H complex distribution at the interface with the Al y Ga 1-y N support layer 804 formed on the lower side,
In addition, a discontinuous Acceptor-H complex distribution is observed at the interface with the Al a Ga 1-a N electron confinement layer 806 formed thereon;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 55에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(805),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(805) 상부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층(807)과,
상기 AlbGa1-bN 채널층(807) 상부에 AlN 공간층(809)과의 계면에서
높은 캐리어 전자농도 및 이동도를 갖는 2차원가스(2DEG)층(808)을 ;
포함하는 고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터.
In claim 55,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1- b N channel layer 807 formed on the semi-insulating Al y Ga 1- y N layer 805;
At the interface with the AlN space layer 809 on top of the Al b Ga 1-b N channel layer 807
a two-dimensional gas (2DEG) layer 808 having a high carrier electron concentration and mobility;
A high frequency (RF) high electron mobility transistor comprising:
청구항 55에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(805),
상기 반절연성 AlyGa1-yN층(605) 상부에 형성된 AlbGa1-bN 채널층(807)과,
상기 AlbGa1-bN 채널(807)층 상부에 형성된 AlcGa1-cN 장벽층(810) 상부에,
질화물반도체 및 절연막으로 구성된 표면 보호층 및 전극 접촉층(711)을;
포함하는 전계효과 트랜지스터.
In claim 55,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
A semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 having a high resistance value of ~MΩ or more;
An Al b Ga 1- b N channel layer 807 formed on the semi-insulating Al y Ga 1- y N layer 605;
On top of the Al c Ga 1-c N barrier layer 810 formed on the Al b Ga 1- b N channel 807 layer,
a surface protection layer and an electrode contact layer 711 composed of a nitride semiconductor and an insulating film;
A field effect transistor comprising:
청구항 55에서,
입체 구조를 갖는 지지부(300),
~㏁ 이상의 높은 저항값을 갖는 반절연성 AlyGa1-yN층(805)으로서,
SiC, Sapphire, Silicon등을 포함하는 반도체 재료를 기판으로 사용되는
고주파(RF) 고전자 이동도 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터.
In claim 55,
The support part 300 having a three-dimensional structure,
As a semi-insulating Al y Ga 1-y N layer 805 having a high resistance value of ~ MΩ or more,
Semiconductor materials including SiC, Sapphire, Silicon, etc. are used as substrates.
High frequency (RF) high electron mobility transistors and field effect transistors.
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