아이브이웍스의 n⁺-GaN regrowth는 high performance GaN HEMT 구현을 원하는 고객들에게 최선의 선택입니다. 최고 수준의 연구결과를 필요로 하는 대학 연구팀뿐 아니라, 차별화된 퍼포먼스의 GaN HEMT를 시장에 공급하고자 하는 GaN foundry/IDM에게도 최소 리소스 투입으로 최대 효과를 얻을 수 있는 서비스입니다.

이번 케이스는 아시아 지역의 대학으로부터 의뢰받은 n⁺-GaN regrowth입니다.

700도 수준의 낮은 온도에서 Source/Drain 영역에만 n⁺-GaN을 selective area growth 하는 ‘n+-GaN regrowth’는 약 1/10 수준으로 Rc를 낮출 수 있고, ohmic metal RTA 없이 non-annealed ohmic contact이 되어 RTA로 기인되는 여러 가지 degradation 문제를 해결할 수 있습니다.

아이브이웍스에서는 고객에게 패턴 웨이퍼를 받은 후, 가장 먼저 SEM 측정을 이용해 selective regrowth 될 Source/Drain 영역의 etching 표면을 확인합니다.

전달받은 패턴 웨이퍼는 mask 영역이 SiO₂로 패터닝 되었습니다. SiO₂와 SiN 모두 당사의 selective area regrowth에 최적의 mask 물질이기에 regrowth 후 mask 영역에는 아무것도 성장되지 않고, 오직 Source/Drain 영역에만 n⁺-GaN이 성장됩니다. 이번 고객의 패턴 웨이퍼는 Source/Drain 영역의 etching 표면이 아주 깨끗해서 regrowth가 쉽게 될 것 같습니다.

의뢰 케이스 중에는 종종 러프한 etching 표면으로 패터닝된 웨이퍼가 입고될 때도 있습니다. 하지만, 저희는 etching 표면 영향을 최소화하기 위한 ex-situ/in-situ cleaning 조건과 regrowth 초기에 리커버리가 최대한 될 수 있는 초기 성장 조건을 확보하고 있기 때문에 대부분 리커버리가 가능하고, 원하고자 하는 source/drain n⁺-GaN 특성을 확보할 수 있습니다.

(*러프한 etching 표면 위 regrowth 공정 케이스 : 4″ GaN HEMT with n⁺-GaN S/D Selective Regrowth for Asian University)

아이브이웍스에서는 실제 공정 전, n-doping 조건을 확인하기 위한 n-GaN Test 웨이퍼를 고객이 제공한 웨이퍼와 동일한 물질, 동일한 구경의 웨이퍼를 이용해 n⁺-GaN regrowth에 적용할 동일한 성장 조건에서 성장시켜 결과를 확인합니다. 그 후, 고객의 실제 웨이퍼를 성장하기 때문에 공정의 정확도가 매우 높습니다. 이번 의뢰에서는 고객의 요청으로 n⁺-GaN doping 농도를 더 높일 수 있는 성장 조건을 추가로 개발하여 적용하였습니다.

고객이 제공한 패턴 웨이퍼와 동일하게 4인치 SI-SiC 웨이퍼를 사용하여 새로 개발한 성장 조건으로 n-GaN test 진행한 결과, 정확한 growth rate과 n-type doping 특성이 확인되었습니다. n-doping 1.77e20 cm^-3으로 매우 높은 도핑이 확인되었고 면저항 37ohm/sq.로 기존 성장 조건 대비, 면저항이 약 1/2으로 감소하였습니다. 이 조건 그대로 고객의 패턴 웨이퍼에 성장을 진행합니다.

아이브이웍스에서는 자체 개발한 Hybrid-MBE를 이용해 n⁺-GaN을 성장합니다. 현재 4세대 Hybrid-MBE까지 개발되어 2인치, 4인치, 6인치, 8인치, 12인치 구경까지 n⁺-GaN regrowth를 대응할 수 있습니다. 또한, 에피웨이퍼의 전 생산 과정을 자체 개발한 인공지능 에이전트 시스템 Domm 프레임워크에 통합함으로써 완전한 자율 생산 체계를 구축하고 있습니다.

아이브이웍스의 Hybrid-MBE와 regrowth 기술로 n⁺-GaN regrowth가 완벽하게 완료되었습니다. Mask 영역에는 아무것도 성장 안되도록 selective area growth가 완벽하게 구현되었으며, Source/Drain 영역에만 성장된 n⁺-GaN은 100㎚ 두께에 맞춰 2D-mode 성장이 되어, 2DEG side-wall과 epitaxial contact 되도록 마무리 되었습니다.

4인치 GaN HEMT on SiC의 Source/Drain 영역에 n⁺-GaN을 selective regrowth 완료한 웨이퍼를 진공 포장한 후에 고객에게 발송 완료했습니다.

새로 개발된 n⁺-GaN regrowth 성장조건에서 매우 우수한 R_c 결과를 확인할 수 있었습니다. Ohmic metal과 n⁺-GaN 사이의 접촉저항 R_c (Metal-nGaN)는 0.032 ohm-mm, n⁺-GaN과 2DEG 사이의 접촉저항 R_c (nGaN-2DEG)는 0.033 ohm-mm로 확인되었고 고객측에서 매우 만족하는 결과라는 피드백을 받았습니다.

문의 │아이브이웍스 홈페이지 QNA 또는 www.domm.ai/contact