SiN pasivasyonu öncesi ön işlemlerin GaN HEMT'lerin performansına etkisi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: KÜBRA ELİF ASAN

Danışman: ABBAS TAMER ÖZDEMİR

Özet:

AlGaN/GaN hetero yapısı, özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek gerilim gerektiren uygulamalarda, gelecek nesil yüksek frekans ve yüksek güç cihazları için umut verici yarı iletkenlerdir. Geniş bant aralığı AlGaN/GaN yüksek elektron hareketli transistörlerde (HEMT), yüksek kırılma gerilimi ve yüksek doyum akımı sağlar, bu özellikleri sayesinde kablosuz iletişim, uydu ve radar uygulamaları gibi birçok farklı uygulamada kullanılmaktadır. Ancak bu teknolojide akım kaçakları ve akım çökmeleri sebebiyle bazı performans limitleri söz konusudur. Bu etkilerin oluşmasına yüzey kusurları, yüzey tuzakları ve yüzey hasarları sebep olmaktadır. Bu çalışmada HEMT' lerin pasivasyon kaplaması öncesinde yapılan ön işlemlerle akım kaçaklarını azaltarak, performansı arttırmak amaçlanmıştır. AlGaN/GaN çok katlı kristal HEMT yapısının büyütülmesi metal organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) sistemi ile yapılmıştır. Fabrikasyon adımında fotomaskeli ve maskesiz desenleme işlemi, fiziksel ve kimyasal aşındırma, metal kaplama, pasivasyon kaplama işlemleri yapılmıştır. Yüzey kusurlarını, tuzaklarını ve hasarlarını azaltmak için SF6 ve O2, CF4 ve O2, NH3, N2 gazlarını içeren kuru plazma ön işlemleri ve tampon tabaka oksit kaldırıcı (BOE) ıslak kimyasal ön işlemleri uygulanmıştır. Karakterizasyon hem ön işlem öncesinde hem de ön işlem sonrasında yapılmıştır. DC ölçümleri ve kapı gecikmesi (gate lag) ölçümleri sonucunda kapı ve akaç akımı kaçaklarının azalmasının nitrojen içeren plazma ön işlemleri ile sağlandığı görülmüştür.