• 제목/요약/키워드: ${\beta}-Ga_2O_3$

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단결정 β-Ga2O3 반도체를 이용한 쇼트키 배리어 다이오드 제작 (Schottky Barrier Diode Fabricated on Single Crystal β-Ga2O3 Semiconductor)

  • 김현섭;조민기;차호영
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권1호
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    • pp.21-25
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    • 2017
  • 본 연구에서는 최근 차세대 전력 반도체로 관심을 받고 있는 단결정 ${\beta}-Ga_2O_3$를 이용한 쇼트키 배리어 다이오드 제작 및 특성 분석을 수행하였다. 쇼트키 배리어 다이오드는 Sn으로 도핑된 $2{\mu}m$ 두께의 저농도 N 타입 에피층 상에 Pt/Ti/Au 쇼트키 접합으로 제작되었으며 측정된 특성은 > 180 V의 항복전압, $1.26m{\Omega}{\cdot}cm^2$의 온 저항, 그리고 1 V의 순 방향 전압에서 $77A/cm^2$, 1.5 V에서 $473A/cm^2$의 순방향 전류 특성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 단결정 ${\beta}-Ga_2O_3$의 전력반도체 활용 가능성을 확인 할 수 있었다.

ε-Ga2O3 박막 성장 및 MSM UV photodetector의 전기광학적 특성 (Thin film growth of ε-Ga2O3 and photo-electric properties of MSM UV photodetectors)

  • 박상훈;이한솔;안형수;양민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.179-186
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    • 2019
  • 본 연구에서는 $Ga_2O_3$ 박막의 구조적 특성과 Ti/Au 전극을 증착하여 제작된 metal-semiconductor-metal (MSM) photodetector 소자의 광학적, 전기적 특성에 대해 연구하였다. 유기 금속 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)을 이용해 서로 다른 온도에서 $Ga_2O_3$ 박막을 성장하였다. 성장온도에 따라 $Ga_2O_3$의 결정상이 ${\varepsilon}$-상에서 ${\beta}$-상으로 변화하는 것을 확인할 수 있었다. X-선 회절 분석(X-ray diffraction, XRD) 결과로 ${\varepsilon}-Ga_2O_3$의 결정구조를 확인하였고, 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy, SEM) 이미지로 결정구조의 형성 메커니즘에 대해 논의하였다. 음극선 발광(Cathode luminescence, CL) 측정으로 $Ga_2O_3$의 발광성 천이에 관여하는 에너지 준위의 형성 원인에 대해 논의하였다. 제작된 MSM photodetector 소자의 외부 광에 대한 전류-전압 특성과 시간 의존성 on/off 광 응답 특성을 통해 ${\varepsilon}-Ga_2O_3$로 제작한 photodetector는 가시광보다 266 nm UV 파장 영역에서 훨씬 뛰어난 광전류 특성을 보이는 것을 확인하였다.

Synthesis and Characterization of Gallium Nitride Powders from a Gallium(III) Sulfate Salt in Flowing Ammonia

  • Jung, Woo-Sik
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권11호
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    • pp.1058-1061
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    • 2003
  • Gallium Nitride (GaN) powders were synthesized by calcining a gallium(III) sulfate salt in flowing ammonia in the temperature range 500-1100$^{\circ}C$. The process of conversion of the salt to GaN was monitored by X-Ray Diffraction (XRD). The salt decomposed to ${\gamma}$-Ga$_2$O$_3$ and then converted to GaN without ${\gamma}$-${\beta}$Ga$_2$O$_3$ phase transition. Variations in XRD patterns and weight loss of samples with temperature indicate that the conversion of ${\gamma}$-Ga$_2$O$_3$ to GaN does not proceed through Ga$_2$O but stepwise via amorphous gallium oxynitride (GaO$\_$x/N$\_$y/) as intermediates. Room-temperature photoluminescence spectra of GaN powders obtained showed the emission peak at 363 nm and no yellow band.

MOCVD 성장법을 이용한 Beta-Ga2O3 박막의 헤테로에피택시 성장 특성 (MOCVD Growth and Characterization of Heteroepitaxial Beta-Ga2O3)

  • 정정수;차안나;이기업;조세아;문영부;김명식;이무성;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.85-91
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    • 2024
  • 본 연구에서는 MOCVD 장비를 사용하여 c-plane sapphire 기판 위에 𝛽-Ga2O3 박막을 성장시키는 방법을 조사하였다. 우리는 𝛽-Ga2O3 박막의 결정성을 높이기 위한 최적의 성장 조건을 확인하였으며, 박막의 결정성에 있어 O2와 Ga 전구체 간의 비율이 결정 성장에 미치는 영향을 확인하였다. 성장 온도의 범위는 600~1100℃ 였으며 O2/TMGa의 비율이 800 ~ 6000일 때 결정성을 분석하였다. 결과적으로 1100℃에서 전구체 간의 몰비가 2400일 때 가장 높은 결정성의 박막을 얻을 수 있었다. 박막의 표면을 주사 전자 현미경으로 관찰하였으며, 박막의 XRD ω-스캔 시 FWHM은 (${\bar{2}}01$), (${\bar{4}}02$) 회절 피크에서 각각 1.17°, 1.43°로 나타났다. 이렇게 얻어낸 박막의 경우, 가시광선 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 보였으며, 박막의 밴드갭 에너지는 4.78 ~ 4.88 eV였다.

Self-catalytic Growth of ${\beta}$-Ga2O3 Nanowires Deposited by Radio-Frequency Magnetron Sputtering

  • 최광현;강현철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.291.2-291.2
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    • 2013
  • Growth behavior of b-Ga2O3 nanowires (NWs) on sapphire(0001) substrates during radio-frequency magnetron sputtering is reported. Upon fabrication, flat thin films grew initially, subsequent to which, NW bundles were formed on the surface of thin film with increasing film thickness. This transition of the growth mode occurred only at temperatures greater than ${\sim}450^{\circ}C$. The b-Ga2O3 NWs were grown through the self-catalytic vapor-liquid-solid mechanism with self-assembled Ga seeds. Secondary growth of NWs, which occurred from the sides of primary NWs resulting in branched NW structures, was also observed. Finally, the room temperature photoluminescence properties of as-grown and annealed b-Ga2O3 NW samples were investigated.

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Preparation of Gallium Nitride Powders and Nanowires from a Gallium(III) Nitrate Salt in Flowing Ammonia

  • Jung, Woo-Sik
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권1호
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    • pp.51-54
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    • 2004
  • Gallium nitride (GaN) powders were prepared by calcining a gallium(III) nitrate salt in flowing ammonia in the temperature ranging from 500 to 1050 $^{\circ}C$. The process of conversion of the salt to GaN was monitored by X-ray diffraction and $^{71}Ga$ MAS (magic-angle spinning) NMR spectroscopy. The salt decomposed to ${\gamma}-Ga_2O_3$ and then converted to GaN without ${\gamma}-{\beta}Ga_2O_3$ phase transition. It is most likely that the conversion of ${\gamma}-Ga_2O_3$ to GaN does not proceed through $Ga_2O$ but stepwise via amorphous gallium oxynitride ($GaO_xN_y$) as intermediates. The GaN nanowires and microcrystals were obtained by calcining the pellet containing a mixture of ${\gamma}-Ga_2O_3$ and carbon in flowing ammonia at 900 $^{\circ}C$ for 15 h. The growth of the nanowire might be explained by the vapor-solid (VS) mechanism in a confined reactor. Room-temperature photoluminescence spectra of as-synthesized GaN powders obtained showed the emission peak at 363 nm.

화학적 방법에 의한 $Ga_{2}O_{3}$적색 형광체 분말의 제조 (Preparation of $Ga_{2}O_{3}$Red Phosphor Powders by Chemical Method)

  • 서강원;박인용;이종원;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.851-854
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    • 2001
  • Europium-activated Ga$_2$O$_3$powders were prepared by modified "Pechini method" from mixed aqueous solutions of gallium nitrate, europium nitrate, ethylene glycol and citric acid. The formation process and structure of the phosphor powders were investigated by means of TG/DTA, XRD and SEM. It has been found that the phosphor powders were amorphous up to 50$0^{\circ}C$ and changed into crystalline $\beta$-Ga$_2$O$_3$phase above $600^{\circ}C$. The resulting nano-sized powders were obtained. Red luminescence in emission spectra were observed at room temperature.

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Flavonol Glycosides of Maesa Lanceolata Leaves

  • Manguro, Lawrence O. Arot;Lemmen, Peter;Ugi, Ivar;Kraus, Wolfgang
    • Natural Product Sciences
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    • 제8권3호
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    • pp.77-82
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    • 2002
  • An investigation of the methanolic extract of Maesa lanceolata leaves has led to the isolation of four novel flavonol glycosides characterised as myricetin 3-0-2', 3', 4'-triacetylxylopyranoside (1), quercetin $3-O-{\beta}-3'$, $6'-diacetylglucopyranosyl-(1{\longrightarrow}4)-{\alpha}-2'$, 3'-diacetylrhamnopyranoside (2), myricetin $3-O-xylopyranosyl-(1{\to}3)-{\alpha}-rhamnopyranoside$ (3) and quercetin $3-O-{\beta}-ga1actopyranosyl-(1{\to}4)-{\alpha}-rhamnopyranoside-7-O-{\beta}-galactopyranoside$ (4). Also isolated from the same extract were known flavonols; quercetin (5), myricetin (6), quercetin 3-O-xylopyranoside (7), quercetin $3-O-{\alpha}-rhamnopyranoside$ (8), myricetin $3-O-{\alpha}-rhamnopyranoside$ (9), myricetin $3-O-{\beta}-galactopyranoside$ (10) and quercetin 3-O-rutinoside (11).

β-Ga2O3/4H-SiC MESFETs에서의 Self-Heating (Self-Heating Effects in β-Ga2O3/4H-SiC MESFETs)

  • 김민영;서현수;서지우;정승우;이희재;변동욱;신명철;;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제35권1호
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    • pp.86-92
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    • 2022
  • Despite otherwise advantageous properties, the performance and reliability of devices manufactured in β-Ga2O3 on semi-insulating Ga2O3 substrates may degrade because of poorly mitigated self-heating, which results from the low thermal conductivity of Ga2O3 substrates. In this work, we investigate and compare self-heating and device performance of β-Ga2O3 MESFETs on substrates of semi-insulating Ga2O3 and 4H-SiC. Electron mobility in β-Ga2O3 is negatively affected by increasing lattice temperature, which consequently also negatively influences device conductance. The superior thermal conductivity of 4H-SiC substrates resulted in reduced β-Ga2O3 lattice temperatures and, thus, mitigates MESFET drain current degradation. This, in turn, allows practically reduced device dimensions without deteriorating the performance and improved device reliability.

다중 슬릿 구조를 이용한 EFG 법으로 성장시킨 β-Ga2O3 단결정의 다양한 결정면에 따른 특성 분석 (Characterization of various crystal planes of beta-phase gallium oxide single crystal grown by the EFG method using multi-slit structure)

  • 장희연;최수민;박미선;정광희;강진기;이태경;김형재;이원재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.1-7
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    • 2024
  • β-Ga2O3는 ~4.8 eV의 넓은 밴드 갭과 8 MV/cm의 높은 항복 전압을 가지는 물질로 전력소자의 응용 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 또한, 대표적인 WBG 반도체 소재인 SiC, GaN, 다이아몬드 등과 비교했을 때, 높은 성장률과 낮은 제조 비용으로 단결정 성장이 가능하다는 장점을 가진다[1-4]. 본 연구에서는 다중 슬릿 구조를 이용한 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 법을 통해 SnO2 0.3 mol% 도핑된 10 mm 두께의 β-Ga2O3 단결정을 성장시키는 데에 성공했다. 성장 방향과 성장 면은 각각 [010]/(001)로 설정하였으며 성장 속도는 약 12 mm/h이다. 성장시킨 β-Ga2O3 단결정은 다양한 결정면(010, 001, 100, ${\bar{2}}01$)으로 절단하여 표면 가공을 진행하였다. 가공이 완료된 샘플은 XRD, UV/VIS/NIR Spec., Mercury Probe, AFM, Etching 등의 분석을 통해 결정면에 따른 특성을 비교하였다. 본 연구는 고전압 및 고온 응용 분야에서 전력반도체 기술의 발전에 기여할 것으로 기대되며 더 나은 특성의 기판을 선택하는 것은 소자의 성능과 신뢰성을 향상시키는데에 중요한 역할을 할 것이다.