Geri Dön

Investigation of bias-assisted photoenhanced electrochemical etching for fabrication of self-aligned gallium nitride based bipolar transistors

Kendinden yerleşmeli galyum nitrit tabanlı iki kutuplu transistörlerin fabrikasyonu için potansiyel yardımlı foton katkılı elektrokimyasal aşındırma

PDF İndir

  1. Tez No: 180620
  2. Yazar: EMRE ALPTEKİN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR AKTAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Galyum nitrat, iki kutuplu transistör, ışık katkılıelektrokimyasal aşındırma, az hasarlı aşındırma, kendinden yerleşmeli işlem, Gallium nitride, bipolar transistor, photo-enhanced electrochemicaletching, low damage etching, self-aligned process
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 70

Özet

GaN tabanlı iki kutuplu transistörler RF güç yükselteci uygulamaları için iyiadaylardır. yi p-tipi materyal büyütmedeki ve p-tipi üzerine iyi kontakyapmadaki güçlüklerden dolayı, GaN tabanlı iki kutuplu transistörler,AlGaN/GaN yüksek elektron hareketlilikli transistörler kadar ilgitoplamamıştırlar. P-tipi kalitesi ve kontak yapmadaki problemlerin çoğubüyütmeden ve fabrikasyon aşamasındaki aşındırma hasarındankaynaklanmaktadır.Bu çalışmada, p-tipi kontak kalitesiyle ilgili sorunları çözmek için az hasarlı biraşındırma tekniği geliştirilmiştir. Aşındırma işlemi potansiyel desteklifotoelektrokimyasal oksitleme ve ardından gelen seyreltilmiş asit içinde buoksitin kaldırılmasından oluşur. Bu teknikle, 100 nm'den daha fazla aşındırılmışyüzeyler üzerine iyi Schottky kontaklar yapılmıştır ve bu aşındırmanın p/nkatkılı katmanlardaki seçiciliği gösterilmiştir. Bununla beraber, kendindenyerleşmeli fabrikasyon için en kritik nokta olan negatif eğimli aşındırmanın,BPECO/DI aşındırma methoduyla olabileceği gösterilmiştir. Bu nedenlerdendolayı bu teknik, kendinden yerleşmeli kutuplu transistor lerin fabrikasyonu içinidealdir. Sonuç olarak, bu teknikle transistör karakteristikleri önemli ölçüdeiyileştirilebilinir.Kendinden yerleşmeli transistör fabrikasyonunda bazı sorunlar vardır. lk olarakaktivasyon tavlamasının yayıcı aşındırmasından sonra yapılmasının mümkünolmamasından dolayı aktivasyon aşındırması taban üzerinde yayıcı katmanıvarken yapılmak zorundadır ve bu Mg aktivasyonu için bir problemdir. Dahaönemlisi yüzey pürüzlülüğü, npn katmanların düşük aşındırılma hızı ve materyalyüzeyinin düzgünlüğünün bozulması gibi BPECO/DI aşındırmada halenbelirsizlikler mevcuttur.Bu çalışmada BPECO/DI aşındırmanın, GaN için az hasarlı bir aşındırmayöntemi olduğu ve kendinden yerleşmeli RF iki kutuplu transistörfabrikasyonunu mümkün kıldığı gösterilmiştir. Taban-yayıcı bağlantısı başarıylakurulmuştur ve BPECO/DI aşındırmanın taban katmanında durduğudagösterilmiştir. Kendinden yerleşmeli iki kutuplu transistörler başarılı bir şekildefabrike edilmiş ve taban-yayıcı ve taban-toplayıcı bağlantıları akım voltajkarakteristikleri ölçülmüştür. Bu çalışmadaki sonuçların BPECO/DIaşındırmanın bugünkü GaN tabanlı iki kutuplu transistör fabrikasyonu için azhasarlı aşındma yöntemi yokluğuna ve kendinden yerleşmeli taban kontağıkurmaya çözüm getirdiği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

GaN-based bipolar transistors are good candidates for applications in RF poweramplifiers. In contrast to more common AlGaN/GaN high electron mobilitytransistors (HEMTs), GaN based bipolar transistors have not drawn muchattention because of the difficulties in good p-type material and ohmic contact.Most of the problems associated with p-type quality and contact come fromgrowth and etch damage during fabrication.In this work, a low damage etching technique with an undercut profile wasdeveloped to solve the problems associated with p-type ohmic contact qualityand to realize the self-aligned GaN bipolar transistor fabrication. The etchingprocess consists of bias-assisted photoenhanced electrochemical oxidation ofGaN in deionized water (BPECO/DI) and its subsequent etching in diluted acidsolution. By this technique, we demonstrated good Schottky contacts on samplesetched more than 100 nm and p/n doping selective etching was shown.Furthermore the most critical point for self-aligned fabrication is undercutprofile and it was also obtained by BPECO/DI etching. Hence this technique isideal for fabrication of self-aligned bipolar transistors.There are some problems during fabrication of self-aligned bipolar transistor.First, due to the impossibility of activation annealing after emitter etch,activation annealing had to be done at the beginning where emitter layer is onthe base and this was a problem for Mg activation. More importantly, there werestill uncertainties with BPECO/DI etching like roughening up the etchedsurface, low etch rate for npn structures and disturbing the material uniformitynear the surface.In this work, it was shown that BPECO/DI etching is a very efficient tool thatprovided low damage etching of GaN and enabled the self aligned RF bipolartransistor structures. It was found that self aligned base-emitter junctions weresuccessfully formed and the BPECO/DI etching was almost stopped at top of thebase layer. Self-aligned bipolar transistors were fabricated and their base-emitterand base-collector junctions were measured. The results obtained in this workdemonstrated that BPECO/DI etching can bring solutions to the lack of lowdamage etching and the impossibility of self-aligned base contact in fabricationof today's GaN based bipolar transistors.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    295378

    Investigation of surface properties of plasma nitrided and PVD coated Ti-6Al-4V alloy for biomedical applications

    Biyomedıkal uygulamalarda kullanılan plasma nitrürlenmiş ve PVD kaplanmış Ti-6Al-4V alaşımının yüzey özelliklerinin incelenmesi

    TUĞÇE AKYAZI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGUT GÜLMEZ

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  2. Tez No

    36212

    Controlled lateral and perpendicular motion of atoms on metal surfaces

    Atomların metal yüzeylerinde yatay ve düşey yönde kontrollü hareketleri

    ALPER BULDUM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1994

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    PROF. SALİM ÇINARCI

  3. Tez No

    392041

    Investigation of photodetectors based on III-nitride and metal oxide thin films deposited by atomic layer deposition

    Atomik katman kaplama tekniği ile III-nitrür ve metal-oksit bileşik temelli fotodedektörlerin araştırılması

    BURAK TEKCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY

  4. Tez No

    286114

    Numerical modeling and optimization of HgCdTe infrared photodetectors for thermal imaging

    Termal görüntüleme amaçlı HgCdTe kızılötesi fotodedektörlerin sayısal modelleme ve optimizasyonu

    HASAN KOÇER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. CENGİZ BEŞİKCİ

  5. Tez No

    457232

    P-tipi bakır oksit ince film/n-tipi silisyum nanotel heteroeklemli diyotların üretimi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    Fabrication of p-type copper oxide thin film/n-type silicon nanowire heterojunction diodes and investigation of their electrical properties

    MUHAMMET KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FUNDA AKSOY AKGÜL

Geri Dön