AlGaN/GaN HEMT 버퍼·패시베이션 및 방사선 내성 기반 전력·RF 소자 신뢰성 연구

Reliability of AlGaN/GaN HEMTs via Buffer Engineering and Passivation for Power/RF Applications

연구 내용

AlN 버퍼와 단계구조 완충층, in situ SiN 패시베이션을 기반으로 AlGaN/GaN HEMT의 트랩·누설·전류 분산을 억제하고 방사선 조건에서 안정성을 확보하는 연구

AlGaN/GaN HEMT의 성능은 버퍼에서의 트랩 형성과 계면 상태에 의해 크게 좌우되므로, AlN nucleation과 step-graded AlGaN, back barrier 등 에피택셜 버퍼 구조를 최적화하여 캐리어 구속과 누설 억제를 구현합니다. 또한 in situ SiN passivation과 양성자 조사 조건의 제어를 통해 표면/계면의 전하 포획 및 방사선 유도 열화 경로를 완화하는 접근을 수행합니다. 이를 통해 pulsed I-V에서의 전류 분산 특성을 개선하고, 전력·RF 구동에 필요한 신뢰성 확보 방향을 제시합니다.

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연구 흐름

초기에는 AlN 고품질 버퍼를 적용하여 2DEG 전자 구속을 강화하고 오프 누설과 전류 분산을 낮추는 방향으로 연구를 진행했습니다. 이후 양성자 조사에 따른 결함과 계면 산화층의 형성을 분석하여, 조사 조건이 성능에 미치는 영향을 파악하고 방사선 내성을 강화할 수 있음을 확인했습니다. 최근에는 GaN-on-Si(111)에서 균열 없는 에피택셜 성장을 위한 완충층 구조를 실험적으로 최적화하고, in situ SiN 패시베이션으로 표면 트래핑과 동적 온저항 문제를 동시에 완화하는 단계로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

고전압 전력 스위칭 소자
고주파 RF 트랜지스터
방사선 내성 전자부품
GaN-on-Si 전력 반도체 공정
표면 트래핑 저감 패시베이션 공정
버퍼-계면 결함 진단 기반 최적화
누설전류 억제 기반 전력 모듈
pulsed I-V 신뢰성 설계
동적 온저항 개선 구조 설계
전장용 전력 제어 시스템