GaN tabanlı alan etkili transistörlerde  SiC arka-yüzey geçiş deliği aşındırma uygulaması
Back side via hole etching application of  SiC for GaN based field effect transistors
Yazar: MEHMET TAHA HALİLOĞLU
Danışman: PROF. DR. SEFER BORA LİŞESİVDİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Yarıiletken teknolojisinde transistörler önemli bir yere sahiptir. Transistörler temel olarak üç bileşenden oluşmaktadır. Bu yapılar kaynak, akaç ve kapı metallerinin bir yarıiletken üzerinde konumlandırılarak elektriksel iletimi sağlamaktadır. Bu yapılar sayesinde yüksek güç, yüksek frekans ve hızlı anahtarlama işlemleri yapılabilmektedir. Günümüzde farklı ihtiyaçlara göre transistör veya monolitik mikrodalga entegre devreleri (ing.MMIC) tasarlanıp üretilmektedir. Farklı amaçlar için üretilen bu aygıtların performansını artırmak adına çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de geçiş deliği uygulamasıdır. Yarıiletken aygıt üretiminin arka yüz işlemleri olarak adlandırılan bölümünde malzeme aşındırılarak ön yüzdeki aygıt metalleri ile kontak ettirilmesi için kuyu açılması işlemine geçiş deliği denmektedir. Bu yöntem ile alttaş 100 µm'ye inceltilerek arka yüzeyden, ön yüzde bulunan kaynak metaline kontak sağlanır. Bu kontak sayesinde kaynak metali alttaşın tabanından topraklanmış olur. Elektriksel olarak kaynak metalinin indüktansının azaltılması hedeflenerek bu yöntem geliştirilmiştir. Geçiş deliği işlemi elmastan sonra en sert malzeme olarak bilinen silikon karbür (SiC) malzemesi üzerinde yapılmıştır. Bu çalışmada indüklenmiş elektron çiftli plazma reaktif iyon aşındırma (ICP RIE) sistemi kullanılarak SiC malzemesinin flor tabanlı kuru aşındırma yöntemi ile geçiş deliği işleminin iyileştirilmesi ve aşındırma mekanizması rapor edilmiştir. Geçiş deliği aşındırma işlemine kadar gelen süreç anlatılarak, arka yüz işlemleri ele alınmıştır. Aşındırma işleminin sonuçlarını analiz etmek için SEM sistemi kullanılmıştır. DC ölçümler ile geçiş deliği yapılarının dirençleri analiz edilmiştir.

Abstract:
Transistors have a significant role in semiconductor technology. Transistors are mainly composed of three components as source, drain and gate metals. These structures provide electrical conduction by placing the source, drain and gate metals on a semiconductor. High power, high frequency and fast switching operations can be made by these structures. Recently, transistors or monolithic microwave integrated circuits (MMIC) are designed and manufactured according to different needs. Various methods have been developed to improve the performance and optimization of these devices produced for different purposes. One of these methods is the via hole application. In the part of so-called back side processes of semiconductor device production, a well opening process for contacting the material with the device metals on the front side is referred to as the via hole. With this method substrates are thinned to 100 µm from back-side, contact is provided to weld metal on the front side. The weld metal is grounded from the bottom of the substrate by this contact.  This method has been developed by aiming to reduce the inductance of source metal electrically. The via hole process was performed on the silicon carbide (SiC) material known as the hardest material after diamond. The optimization and dry etching mechanism of the via hole process with fluorine-based dry etching method of SiC material by using reactive ion etching system (ICP RIE) with inductive coupled plasma has been reported on this study. With describing whole via hole dry etching process back-side operations are discussed. The SEM system was used to analyze the results of the etching process. As a result of DC measurement, it has been show that the resistance of SiC via hole structures were analyzed.