Si 과 GaAs, Hot Carrier 0200791303 이명완. GaAs Wafer 의 특징  GaAs 는 약 Si 에 비해 전자 이동도가 6 배정도 빠 릅니다.  GaAs 는 1.424eV, Si 은 1.1eV 의 band gap 으로 Si 보다 GaAs 가.

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1 Si 과 GaAs, Hot Carrier 0200791303 이명완

2 GaAs Wafer 의 특징  GaAs 는 약 Si 에 비해 전자 이동도가 6 배정도 빠 릅니다.  GaAs 는 1.424eV, Si 은 1.1eV 의 band gap 으로 Si 보다 GaAs 가 더 빠르다는 사실을 알 수 있습니 다.  parasitic capacitance 이 감소되어 소자의 성능을 높일 수 있는 특징이 있습니다.  위 특성들로 GaAs 는 높은 주파수, 높은 온도에 사용하기에 이상적입니다.

3 GaAs 의 사용 용도  높은 주파수, 온도 등의 극한 환경인 항공 우주와 군대 응용분야에서 사용합니다.  또한 휴대폰과 여러 다른 무선 통신분야에 서도 사용 됩니다..  Optoelectronic( 광전자 소자 ) 장치에도 사 용됩니다.

4 GaAs 상세정보 Type1 Semi-Conducting (SC) Dopant P(Zn) / N(Si, Te) Diameter 2", 3", 4" Orientation 100, 110 Resistivity >1E-3 ohm Hall Mobility >1500 Carrier Concentration <5E4 Etch Pit Density <5e4(2"),<1e5(3"),<1.5e5(4”) Thickness 350~650±20um(2") 500~625±25um(3") 500~625±25um(4") Surface One side polished

5 Si Wafer 의 특징  큰 에너지 band gap 1.2eV  장치 과정을 위한 원료  표면의 무결점과 흠집  극도의 편탄함  반도체에 첨가하는 소량의 불순물에 의하여 절 연체와 콘덕터 전자 전도도

6 Si Wafer 의 사용 분야  System-in-a-Package and MEMS  DRAM, ASIC, Transistor, CMOS, ROM, EP-ROM

7 Si 와 GaAs 의 현재  현재는 Si 를 주로 사용되고 있습니다. 이유로 가 격적인 면이 가장 큽니다. Si 와 GaAs 의 원재료에 서도 차이가 납니다.  그리고 또 하나는 Si 의 경우는 12” 등 매우 큰 사 이즈로 제조가 가능하지만 GaAs 는 많이 발전한 것이 6” 수준 밖에 되지 않아 Wafer 하나에서 뽑 아 낼수 있는 칩의 개수가 많이 차이가 납니다.  또한 Si 의 연구 개발등이 이루어져 오히려 GaAs 를 무용지물로 만들고 있습니다.  GaAs 는 Si 로 대체할 수 없는 분야 ( 군장비, 광통 신, 전력증폭기 ) 등에만 사용되고 있습니다.

8 Hot Carrier 의미  Gate 및 Drain 등에 의한 electric field 로 인해 가속된 Carrier 들의 연쇄적 충 돌로 발생된 보다 높은 Energy 를 가 진 Carrier 를 말합니다.

9 Hot Carrier 과정 (1)  최근 공정이 발전하면서 점차 더 작은 소자가 가 능해 졌고 이에 따라 Source 와 Drain 사이에서 전류가 흐르는 부분인 채널의 길이도 상당히 짧 아지게 되었습니다.  이렇게 소자가 작아지면서 문제가 되는 것은 바 로 소자의 크기가 줄어든 만큼 내려갔어야 할 전 압 (VDD) 이 여러 가지 이유로 내려가지 못했다는 것입니다. 따라서 Drain 과 Source 사이에 걸리는 전압은 크게 줄어들지 않았지만 Source 와 Drain 사이의 길이가 짧아지게 되었고 이는 Source 와 Drain 사이에 상당히 큰 전자장을 유도하게 됩니 다.

10 Hot Carrier 과정 (2)  이러한 전자장은 전자의 움직임을 가속화 하 기 때문에 Source 에서 출발한 전자가 막대한 속도로 가속화되어 Drain 에 충돌하거나 채널 과 Gate 사이의 Oxide 절연막을 뚫고 들어가 게 됩니다.  이렇게 되면 결국에는 소자의 동작 특성이 변 하게 되어 우리가 원하는 목적으로 동작하지 않게 됩니다.  이러한 현상을 막기 위해 MOS 공정에서는 LDD(Lightly Doped Drain) 같은 형태로 만들 집니다.