일반기술

이종접합 반도체 소자의 GaAs/AlGaAs 선택적 식각방법 및 이를 이용한 비정형 고전자 이동도 트랜지스터의

현재 다양한 분야에서 이종접합구조의 반도체 소자들에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 특히 GaAs는 실리콘에 비하여 전자이동도가 약 5배정도 더 빠르며 전자포화속도도 실리콘의 약 2배인 특성을 나타내고 있다. 이와 같은 GaAs를 이용한 반도체 소자로는 이종접합 바이폴라 트랜지스터(HBT) 및 비정형 고전자 이동도 트랜지스터(p-HEMT) 등이 있다. 건식 식각방법에 의한 p-HEMT의 GaAs 캡층의 식각방법은 GaAs/AlGaAs 층의 선택성이 우수하다는 장점이 있지만 별도의 반응성 이온 식각 장비를 사용하여야 하며 식각시에 이온들과의 충돌에 의해 AlGaAs 스페이서층의 노출 표면이 손상될 수 있다는 문제가 있다. 또한, 습식 식각방법에 의하면 식각 용액의 식각 균일도가 수 십 ㎚ 이상에 달하고, 동시에 GaAs 캡층의 측면이 식각되는 현상으로 인하여 소자의 전기적 특성 및 균일도가 열악해지는 문제점이 있다.본 기술에서는 구연산과 시트르산칼륨용액을 섞은 용액에 과산화수소를 혼합한 식각용액을 통해 이종접합 반도체 소자의 GaAs/AlGaAs를 선택적으로 식각하여 격자결함발생 및 식각불균일 발생을 방지하였고, 이를 이용하여 반절연성의 GaAs 기판상에 다수의 층을 순차 형성하되 AlGaAs 스페이서층의 일부 표면이 노출되게 GaAs 캡층을 식각되게 한 p-HEMT를 제조하여 전기적인 특성의 균일도를 향상시켰다.본 기술에 따르면 습식 식각방법을 사용하여 이종접합 반도체 소자의 GaAs/AlGaAs 층을 선택적으로 식각하되, 1몰 농도의 구연산 및 1몰 농도의 시트르산칼륨을 섞은 용액과 과산화수소를 5:1 내지 8:1의 부피비로 혼합한 식각용액을 사용하여 GaAs/AlGaAs막을 선택적으로 식각하는 방법을 통해 건식 식각에서의 이온들에 의한 격자결함 발생 및 습식 식각에서의 식각 불균일 발생의 단점을 해결하였다.또한, 반절연성의 GaAs 기판상에 GaAs 버퍼층, InGaAs 채널층, AlGaAs 스페이서층 및 GaAs 캡층을 순차적으로 형성한 후 GaAs 캡층상에 마스크막 패턴을 형성하고, 이 마스크막 패턴에 의해 GaAs 캡층의 일부 표면을 노출되게 한 개구부를 식각용액에 담궈 AlGaAs 스페이서층의 일부 표면이 노출되도록 GaAs 캡층을 식각하되, 1몰 농도의 구연산 및 1몰 농도의 시트르산칼륨을 섞은 용액과 과산화수소를 5:1 내지 8:1의 부피비로 혼합한 식각용액을 사용하여 p-HEMT이 제조되기 때문에 전기적인 특성이 향상된 p-HEMT를 제조할 수 있다.