JFET과 MESFET에 관한 보고서

소개글

JFET과 MESFET에 관한 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ The Junction Field Effect Transistor (JFET)
동작원리
JFET Common Source Amplifier
JFET Common Drain Amplifier

■ The Metal Semiconduct or FET (MESFET)
열처리에 의한 특성개선
열처리에 의한 전기특성변화
활성화어닐에 의한 균일성변화
MESFET의 일반적인 특징들.

본문내용

해왔다. Duseaux들은, 700℃~1000℃의 온도영역에 있어서, 0.5시간~15시간(900℃에 대해서는 60시간 까지)의 어닐을 행하여, EL2농도의 변화를 상세히 서술했다. 그 결과, 어닐 효과는 온도와 시간에 따라 크게 변하고, 그 변화는 반드시 단조로운 것이 아니라는 것을 알았다. EL2농도 에 관해 말하면, 700℃와 1000℃에서는, 어닐 시간과 함께 증대하지만, 900℃에서, 1~2시간의 어닐까지는 증가하고, 그 이후 60시간까지는 서서히 감소한다. 또, EL2농도의 기판면내 흐트러짐에 관해서는, 700℃, 900℃. 1000℃에서는 시간과 함께 작아지고, 특히, 900℃서 60시간 어닐했을 때는, 균일성이 대단히 높아진다. 그러나, 800℃에서는, 0.5시간이상의 어닐에 의해, 거꾸로 흐트러짐이 커진다. 또, 잉곳트. 어닐의 효과는 어닐 조건 뿐 아니라, 결정성장시에 받은 열이력의 차나 결정성장 에 이용한 융액 조성의 차, 거기에 전위밀도의 차에 따라서도 달라진다. 예를들면, GaAs결정의 상부와 하부에서는, 결정성장시의 열이력이 달라지고, 그 때문에, 어닐효과도 상부와 하부에서 달라진다. 따라서 잉곳트, 어닐조건을 최적화한 후에, 결정육성시에 받은 열이력의 차를 흡수하는 것은 중요하다.
Kitagawars들은, 통상의 잉곳트, 어닐(950℃, 2시간)전에, 1100℃에서 5시간 어닐하여, 실온까지 급냉(100~200℃/분)하는 공정을 넣음에 따라 결정육성 시의 열이력의 차를 흡수할 수 있고, 동시에 EL2농도의 면내균일성이 통상의 일단계 어닐 보다도 더욱 향상한다는 것을 나타냈다. 이것은 EL2의 생인의 하나인 과잉 As를 1100℃이 상의 고온에서 결정 중에 고용시켜, 급냉에 의해 고용상태인 채 실온으로 되돌림에 따라 결 정상태를 초기화하고 있기 때문에, 950℃에서의 EL2생성 및 균일화에 있어서, 열이력의 차 가 흡수되었기 때문이라고 생각할 수 있다. 이같은 연구발표의 결과, EL2 및 저항율분포의 균일성은 현격히 향상했다.
사진1은, 잉곳, 어닐전후의 EL2농도분포를 나타내고 있다. 여기서는 EL2가 1㎛부근의 근적외영역에 흡수대를 가지는 것을 이용해서, 2차원 흡수상에 의해 EL2농도분포를 평가하고 있다. 어닐전에 는, 전위분포에 대응해서 EL2가 미크로로 분포하고 있지만, 어닐후의 EL2분포는 균일화하 고 있다. (사진중에서 동심원상으로 보이는 것은, 5mm두께시료의 연마에 유래하는 것이다.) 그림5는, 저항율분포를 약 300㎛피치로 측정한 것인데, 어닐에 의해 균일성이 현격히 개선되 어 있는 것을 알 수 있다.
또, 결정육성조건과 어닐조건 양자의 개선결과, 더욱 균일한 전기 특성의 GaAs기판도 얻어지 고 있다.
열처리에 의한 전기특성변화
전기특성의 균일화는, 주로 EL2의 면내균일성을 향상시키는데 주의를 쏟고 있다. 그리고, EL2의 균일성에 수반해서, 저항율이 균일화되어왔다. 이것으로, as grown시의 전기특성의 불균일 분포가 EL2의 불균일분포에만 기인하고 있는 듯이 보인다. 그러나 실제로는, EL2 뿐 만아니라, NA-ND의 분포도 또, 잉곳트, 어닐에 의해 변화하고 있을 것이다. NA-ND의 분포 의 균일화효과가 명확히 나타나지 않는 것은, 고유결함에 기인하는 NA나ND가 EL2와 마찬 가지로 as grown시에는 전위근방에 집적하여, 잉곳트, 어닐에 의해 균일화하기 때문이라고 생가된다.
고유결함에 기인하는 NA나ND의 영향은, 어닐 후의 전기특성변화를 상세히 서술함 에 따라 명확해 진다. NA나ND의 변화방법을 조사히기 위해, 어닐(850℃, 30분)후의 냉각속도를 바꾸 었을 때의 저항 율변화를 탄소농도를 파라미터로서 조사한 것이 그림6이다. 탄소농도영역에 따라 변화율이 달라진다는 것은, 탄소이외의 NA, ND가 변 화하고 있다는 것을 나타낸다. 많은 경우, 잉곳트, 어닐을 행함에 따라 저항율이 떨어진다. 그 변화량은 EL2 농도의 변화 분보다 커서, NA-ND가 감소하고, 저항율이 떨어진다고 생각할 수 있다. 냉각시의 NA-ND의 변화에 대해서는 Ohtsuki들이 상세히 조사하고 있고, 서냉시에는, 과잉 As에 기인한 도너 (EL2 와는 다르다)가 발생하여, 저항율을 떨어뜨린다고 한다.
활성화어닐에 의한 균일성변화
앞에서 서술했듯이, 전기특성의 균일성은, 이온주입전의 단계까지 유지되고 있다면 좋은 것이 아니라, 이온주입후의 활성화어닐을 포함한 모든 열공정을 끝낸 후까지 유지되어야 한 다. 활 성화 어닐은 통상, 800℃~850℃에서 15~30분 행하여, 급냉되는 수가 많다.
따라서, 위 그림의 결과로부터, 활성화 어닐후에 NA-ND가 증대(이 경우는, 억셉터가 발생한 다고 생각된다) 한다. 이 NA-ND의 증대가 균일하게 일어나면 좋지만, 그렇지 않으면, 모처럼 이온주입전까 지 전기특성이 균일해도, MESFET특성은 불균일한 것으로 되어버린다.
Suchet들은, 활성화어닐에 의한 기판특성의 균일성변화를 상세히 조사하여, 잉곳트.어닐 조건에 따라서는, 활성화어닐후에 균일성이 열화하는수가 있다는 것을 발견했다. 이 원인을 GaAs 결정중의 As의 석출물구조가, 900℃와 1000℃에서는 달라지고, 900℃의 경우에는 전기적으로 활성인 불순물을 As석출물이 둘러싸, 후공정의 열처리에 대해서 안정해져있기 때문이라 한다. 이처럼, 잉곳트. 어닐조건은, 활성화어닐을 무시하고는 정할 수 없다. 활성화어닐의 방법으로서는 통상의 로어닐외에, 적외선램프로 순시에 가열, 냉각하는 방법(어닐시간은 수처~수십초로 짧다) 도 있지만, 방법, 조건이 바뀌어도, 균일성을 보지할 수 있는 것이 필요하다.
MESFET의 일반적인 특징들.
♨ 참고 문헌 ♨
“고체 전자 공학” Ben Streetman 도서출판 영
http://www.jsmyung.com/Library/JunctionFET.pdf
http://rd.empas.com/k.tsp?/MESFET/D2:4:010100:F71D480A::t/
http://kr.ks.yahoo.com/service/ques_reply/ques_view.html?dnum=LAN&qnum=478814

키워드

바이어스,   JFET,   MESFET,   역방향,   채널,   열처리,   반도체,   동작원리