일반기술

이종접합 소자 제작을 위한 게이트층의 선택에칭 방법

GaAs/AlxGa1-xAs로 구성된 이종 접합 소자를 제작하기 위해서는 AlxGa1-xAs 층위에 성장된 GaAs층만을 선택적으로 에칭할 수 있는 기술이 필요하다. 기존에는 건식 에칭방법을 사용하여 게이트 리쎄스 에칭을 하여 고전자이동 트랜지스터(HEMT) 소자를 제작하였는데, 이러한 방법은 게이트 전극이 형성될 영역에 점 결함이 생성되므로 소자 작동시 게이트의 누설 전류가 발생되어 신호의 전달 특성이 감소되고 주파수 특성이 감소되는 등 소자의 전기적 특성이 현저하게 저하된다. 또한, GaAs 에칭용액인 암모니아계 및 인산계 용액을 사용하여 에칭시간에 따라 소스와 드레인 사이의 포화전류를 측정하여 포화전류 값이 원하는 값에 도달될 때까지 에칭시키는 기존의 습식 에칭방법은 GaAs 및 AlxGa1-xAs 층의 에칭깊이를 조절하였는데, 이 경우 에칭 용액의 에칭 균일도가 3인치 기판의 경우 수십 nm 이상에 달하며 동시에 측면에칭이 일어나므로 HEMT 소자의 전기적 특성 균일도 및 특성이 떨어지며, 이에 따라 수율이 떨어진다.이에 본 기술은 GaAs에서는 에칭속도가 빠르고, AlxGa1-xAs에서는 에칭속도가 느린 구연산과 과산화수소의 합성용액을 에칭용액으로 사용하여 GaAs층만을 선택적으로 에칭시킴으로써 표면결함의 생성을 방지하고 에칭깊이의 제어성을 향상시킨 소자특성의 균일도가 우수한 HEMT 소자를 제작하였다.본 기술에 따르면 GaAs/AlxGa1-xAs (x=0.1 내지 1.0)로 구성된 이종접합 반도체 기판위에 반도체 소자를 제작할 때, 50% 구연산 수용액과 과산화수소를 1:1 내지 3:1 범위의 중량비로 혼합하여 얻은 용액을 사용하여 GaAs 층만을 선택적으로 에칭함으로써 에칭 선택도가 매우 우수함과 동시에 표면 거칠기가 매우 작게 되기 때문에 표면결함의 생성을 방지할 수 있고 에칭깊이의 균일도를 높일 수 있으며 소자특성의 균일도가 우수한 HEMT 소자를 제작할 수 있다.