Transcript Si과GaAs,
Si과 GaAs,
Hot Carrier
0200791303
이명완
GaAs Wafer의 특징
GaAs는 약 Si에 비해 전자 이동도가 6배정도 빠
릅니다.
GaAs는 1.424eV, Si은 1.1eV의 band gap으로
Si보다 GaAs가 더 빠르다는 사실을 알 수 있습
니다.
parasitic capacitance이 감소되어 소자의 성능
을 높일 수 있는 특징이 있습니다.
위 특성들로 GaAs는 높은 주파수, 높은 온도에
사용하기에 이상적입니다.
GaAs의 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.
GaAs 상세정보
Type1
Dopant
Semi-Conducting (SC)
P(Zn) / N(Si, Te)
Diameter
Orientation
Resistivity
2", 3", 4"
100, 110
>1E-3 ohm
Hall Mobility
Carrier Concentration
Etch Pit Density
>1500
<5E4
<5e4(2"),<1e5(3"),<1.5e5(4”)
Thickness
350~650±20um(2")
500~625±25um(3")
500~625±25um(4")
One side polished
Surface
Si Wafer의 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
Si Wafer의 사용 분야
System-in-a-Package and MEMS
DRAM, ASIC, Transistor, CMOS,
ROM, EP-ROM
Si와 GaAs의 현재
현재는 Si를 주로 사용되고 있습니다. 이유로 가
격적인 면이 가장 큽니다. Si와 GaAs의 원재료
에서도 차이가 납니다.
그리고 또 하나는 Si의 경우는 12”등 매우 큰 사
이즈로 제조가 가능하지만 GaAs는 많이 발전한
것이 6” 수준 밖에 되지 않아 Wafer 하나에서 뽑
아 낼수 있는 칩의 개수가 많이 차이가 납니다.
또한 Si의 연구 개발등이 이루어져 오히려
GaAs를 무용지물로 만들고 있습니다.
GaAs는 Si로 대체할 수 없는 분야(군장비,광통
신,전력증폭기)등에만 사용되고 있습니다.
Hot Carrier 의미
Gate 및 Drain 등에 의한 electric
field로 인해 가속된 Carrier들의 연쇄
적 충돌로 발생된 보다 높은 Energy
를 가진 Carrier를 말합니다.
Hot Carrier 과정 (1)
최근 공정이 발전하면서 점차 더 작은 소자가 가
능해 졌고 이에 따라 Source와 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 못했다
는 것입니다. 따라서 Drain과 Source 사이에 걸
리는 전압은 크게 줄어들지 않았지만 Source와
Drain 사이의 길이가 짧아지게 되었고 이는
Source와 Drain사이에 상당히 큰 전자장을 유
도하게 됩니다.
Hot Carrier 과정 (2)
이러한 전자장은 전자의 움직임을 가속화 하
기 때문에 Source에서 출발한 전자가 막대
한 속도로 가속화되어 Drain에 충돌하거나
채널과 Gate사이의 Oxide 절연막을 뚫고 들
어가게 됩니다.
이렇게 되면 결국에는 소자의 동작 특성이
변하게 되어 우리가 원하는 목적으로 동작하
지 않게 됩니다.
이러한 현상을 막기 위해 MOS 공정에서는
LDD(Lightly Doped Drain)같은 형태로 만들
집니다.