• Title/Summary/Keyword: $In_xGa_{1-x}N$/GaN

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Characteristics of InGaN/GaN Quantum Well Structure Grown by MBE

  • 윤갑수;김채옥;박승호;원상현;정관수;엄기석
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1998.02a
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    • pp.110-110
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    • 1998
  • GaN는 직접천이형 에너지 캡을 가지며 In과 화합물을 형성할 경우 1.geV-3.4eV까지 다양한 에너지 캡을 가지므로 청색 발광소자 고출력소자 고온 전자소자둥 웅용성이 많 은 물절로서 각광을 받고 있다. 그러나 G랴‘에 적합한 기판이 없다는 문제점으로 인하여 F FET, LD와 같은 다양한 구조의 웅용에 제 약이 따랐다. 이에 본 연구에서는 RF(radio frequency) Plasma-Assisted MBE( molecular beam e epitaxy )를 이용하여 InxGaj xN/G암J 양자우물 구조를 성장하였다. 이렇게 성장된 I InxGaj xN 박막과 InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 특성의 분석은 광학적 특성올 PL( p photoluminescence ) , 결 정 성 의 분석 은 XRD ( x-ray diffraction ), 표면 과 단변 의 계 변 특성은 SEM(scanning electron microscopy)을 이용하여 분석하였다. 저온 PL의 측정결 과 기판온도를 680$^{\circ}$C로 고정한 후 In cell의 온도를 650$^{\circ}$C에서 775$^{\circ}$C까지 증가함에 따라 I InxGaj xN에 관계된 피크위치가 약3이neV정도 red shift 함을 관찰할 수 있었다. 한편 I InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 경우 PL피크가 3.2없eV로써 InxGaj- xN의 PL 피크에 비 해 에서 약 25me V 고에너지 이동이 관측되었으며 이것은 우불 내에서 에너지레벨의 c confinement효과에 의해 에너지의 변화에 의한 것엄올 확인하였으며, 양자우물 구조에서 우물의 두께를 줄임에 따라 변화 폭은 1이neV정도 고에너지 이동을 관찰할 수 있었다. X XRD 측정의 결과 In의 mole fraction에 따라 격자상수의 변화를 관찰하였으며, 결정 성의 변화를 피크의 세기로 관찰하였다 .. XRD로 판단한 In의 mole fraction은 0.2임을 알 았다 .. SEM 측정은 표변과 단면의 측정으로서 표연특성과 단면의 특성을 InxGaj xN, I InxGaj xN/GaN 양자우물 구조 모두 알아보았다. 측정 결과 InxGaj-xN의 성 장조건으로 기판온도가 낮아지면서 표면의 거칠기 정도가 증가하였으며,680$^{\circ}$C의 기판온도에서 성장 한 양자우물 구조에 있어서 매끄라운 표면올 얻올 수 있었다.

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Enhanced cathode luminescence in $In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}N$ green light emitting diode structure using two-dimensional photonic crystal (2차원 광자 결정을 이용한 $In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}N$ 녹색 발광 다이오드의 음극선 발광 효율 증대)

  • Choi, E.S.;Nguyen, H.P.T.;Doan, H.M.;Kim, S.;Lim, H.;Lee, J.J.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.132-133
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    • 2007
  • $In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}N$ 다중 양자우물 녹색 발광 다이오드에 2차원 광자 결정을 이용하여 음극선 발광의 향상을 관찰 하였다. 정사각형 배열의 2차원 광자 결정의 주기와 격자 상수는 200/500 nm 이고 전자빔 리소그래피로 광자결정 패턴을 제작한 후, 플라즈마 건식 식각법으로 패턴을 구현하였다. 식각 시간의 차이를 둔 구현된 패턴의 홀 깊이는, 각각 ${\sim}69nm,\;{\sim}99nm,\;{\sim}173nm$ 이었다. 전계 방사 주사 현미경 측정 결과, 형성된 홀은 끝이 잘린 역전된 원뿔 모양으로 식각 되었다. 식각 된 홀의 깊이에 따라 광자 결정이 있는 부분이 없는 부분보다 최대 ${\sim}30$배 많은 광자가 검출 됨을 확인하였다.

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ETRI 0.25μm GaN MMIC Process and X-Band Power Amplifier MMIC (ETRI 0.25μm GaN MMIC 공정 및 X-대역 전력증폭기 MMIC)

  • Lee, Sang-Heung;Kim, Seong-Il;Ahn, Ho-Kyun;Lee, Jong-Min;Kang, Dong-Min;Kim, Dong Yung;Kim, Haecheon;Min, Byoung-Gue;Yoon, Hyung Sup;Cho, Kyu Jun;Jang, Yoo Jin;Lee, Ki Jun;Lim, Jong-Won
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.28 no.1
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    • pp.1-9
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    • 2017
  • In this paper, ETRI's $0.25{\mu}m$ GaN MMIC process is introduced and the fabricated results of X-Band 3 W power amplifier MMIC are discussed. The one-stage X-Band 3 W power amplifier MMIC using the $0.25{\mu}m$ GaN MMIC devices has been designed and fabricated. From the fabricated GaN MMIC, the characteristics of the $0.25{\mu}m$ GaN MMIC process and devices are evaluated and analyzed. The X-band power amplifier MMIC shows output power of 3.5 W, gain of 10 dB, and power-added efficiency of 35 %.

The Calculation of the Energy Band Gaps and Optical constants of Zincblende GaAs1-X NX on Temperature and Composition (온도 및 조성비 변화에 따른 질화물계 화합물 반도체 GaAs1-X NX의 에너지 밴드갭과 광학상수 계산)

  • Chung, Ho-Yong;Kim, Dae-Ik
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.13 no.6
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    • pp.1213-1222
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    • 2018
  • The energy band gaps and the bowing parameters of zincblende $GaAs_{1-x}N_x$ on the variation of temperature and composition are determined by using an empirical pseudo-potential method with another virtual crystal approximation, which includes the disorder effect. The bowing parameter is calculated as 15eV and the energy band gaps are decreasing rapidly in $GaAs_{1-x}N_x$ ($0{\leq}x{\leq}0.05$, 300K). A refractive index n and a function of high-frequency dielectric constant ${\varepsilon}$ are calculated by the results of energy band gaps and the calculation results of energy band gaps are consistent with experimental values.

MOCVD growth of GaN and InGaN in a rotating-disk reactor

  • 문용태;김동준;김준형
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1998.02a
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    • pp.109-109
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    • 1998
  • 최근 들어 MOCVD 법으로 성장시킨 GaN, InGaN, AIGaN를 이용한 광소자 ( (LED, LD)와 전자소자(FET, MODFET)에 대한 관심이 고조되면서, MOCVD 법 을 이용한 GaN 중심의 질화물 반도체 성장에 관심이 집중되고 있다. 금번 실험에 사용된 MOCVD 장비는 수직형 MOCVD 장비이다. 특히, wafer c carner를 1$\alpha$)() rpm이상의 고속으로 회전시킬 수 있는 장치로서 원료 가스의 반웅 기 내에서의 흐름을 균일하게 하여 uniformity가 높은 질화물 반도체를 성장시킬 수 있다 .. GaN 에피충은 c-plane 사파이어를 기판으로 하여 11 00 "C 이상의 고온 에서 수소를 이용하여 기판을 cleaning하고, 500 "C 부근에서 핵생성충올 성장시 킨 후 1050 "C에서 trimethylgallium(TMGa)과 NI-h를 이용하여 성장시켰다. n n -GaN를 성장시키기 위해서는 SiH4을 사용하였으며, InGaN의 경우는 t trimethylindium(TMIn)을 In원 료 가스로 하여 635 - 725 "C 범 위 에 서 성 장시 켰 다. 성 장된 undoped GaN, n-GaN, InGaN는 X -ray di잔raction(XRD), H떠l m measurement, Photoluminescence(PU동올 이용하여 결정성과 전기적 및 광학적 특성올 고찰하였다 .. 2ttm 두께로 성장된 undoped G값V박막의 경우 Hall 측정결과 6 6 X lOI6/e며 정도의 낮은 도핑 농도를 보였으며, V!lII ratio(2500 - 5000)증가에 따라 결정성이 향상됨을 GaN (102)면의 X -ray e -rocking분석올 통하여 확인하 였다 .. n-GaN의 경우 SiH4양올 3 - 13 sccm으로 증가시킴에 따라 n -type 도명농 도가 선형적으로 증가하였고, 1017/c며 범위 내로 도평이 된 경우 상온에서 300 e마 N Ns 이상의 high mobility를 얻올 수 있었다 .. PL 관측 결과로부터 Si 도핑으로 인 하여 GaN bandedge emission이 강화됨을 알 수 있었다 .. InGaN 박막의 경우 성 장온도를 낮춤에 따라서 m의 양을 증가시킬 수 있었다. 또한 유량비(TMIn I T TMGa)가 1에 가까운 경 우에서도 온도를 635 "C 정도로 낮훈 경우 410 nm정도에 서 PL bandedge peak올 얻을 수 있었으며, 이 때의 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다. 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다.

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Synthesis and Optical Property of (GaN)1-x(ZnO)x Nanoparticles Using an Ultrasonic Spray Pyrolysis Process and Subsequent Chemical Transformation (초음파 분무 열분해와 화학적 변환 공정을 이용한 (GaN)1-x(ZnO)x 나노입자의 합성과 광학적 성질)

  • Kim, Jeong Hyun;Ryu, Cheol-Hui;Ji, Myungjun;Choi, Yomin;Lee, Young-In
    • Journal of Powder Materials
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    • v.28 no.2
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    • pp.143-149
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    • 2021
  • In this study, (GaN)1-x(ZnO)x solid solution nanoparticles with a high zinc content are prepared by ultrasonic spray pyrolysis and subsequent nitridation. The structure and morphology of the samples are investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The characterization results show a phase transition from the Zn and Ga-based oxides (ZnO or ZnGa2O4) to a (GaN)1-x(ZnO)x solid solution under an NH3 atmosphere. The effect of the precursor solution concentration and nitridation temperature on the final products are systematically investigated to obtain (GaN)1-x(ZnO)x nanoparticles with a high Zn concentration. It is confirmed that the powder synthesized from the solution in which the ratio of Zn and Ga was set to 0.8:0.2, as the initial precursor composition was composed of about 0.8-mole fraction of Zn, similar to the initially set one, through nitriding treatment at 700℃. Besides, the synthesized nanoparticles exhibited the typical XRD pattern of (GaN)1-x(ZnO)x, and a strong absorption of visible light with a bandgap energy of approximately 2.78 eV, confirming their potential use as a hydrogen production photocatalyst.

Modeling for UV Photo-detector with Pt/AIGaN Schottky diode (Pt/AIGaN 쇼트키 다이오드의 수광특성 모델링)

  • Kim Jong-Hwan;Lee Heon-Bok;Park Sung-Jong;Lee Jung-Hee;Hahm Sung-Ho
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2004.06b
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    • pp.605-608
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    • 2004
  • A $Pt/Al_xGa_{l-x}N$ Schottky type Ultra-violet photodetector was modeled and simulated using the commercial SILVACO software program. In the carrier transport, we applied field model and other analytic model to determine the electron saturation velocity and low field mobility for GaN and $Al_xGa_{l-x}N$. A C-Interpreter function was defined to described the mole-fraction for the ternary compound semiconductor such as $Al_xGa_{l-x}N$. As comparing the simulated and experimental results, we found that the simulated result for type-1 has $15.9 nA/cm^2$ of leakage current at 5V. We confirmed a good agreement of photo-current in the UV Photo-detector, while applying the absorption coefficient and reflective index of active $Al_xGa_{l-x}N$ and other layers. There had been an intensive search for the proper refractive indices of the layers.

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Effect of Boron Content and Temperature on Interactions and Electron Transport in BGaN Bulk Ternary Nitride Semiconductors

  • Bouchefra, Yasmina;Sari, Nasr-Eddine Chabane
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • v.18 no.1
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    • pp.7-12
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    • 2017
  • This work takes place in the context of the development of a transport phenomena simulation based on group III nitrides. Gallium and boron nitrides (GaN and BN) are both materials with interesting physical properties; they have a direct band gap and are relatively large compared to other semiconductors. The main objective of this paper is to study the effect of boron content on the electron transport of the ternary compound $B_xGa_{(1-x)}N$ and the effect of the temperature of this alloy at x=50% boron percentage, specifically the piezoelectric, acoustic, and polar optical scatterings as a function of the energy, and the electron energy and drift velocity versus the applied electric field for different boron compositions ($B_xGa_{(1-x)}N$), at various temperatures for $B_{0.5}Ga_{0.5}N$. Monte carlo simulation, was employed and the three valleys of the conduction band (${\Gamma}$, L, X) were considered to be non-parabolic. We focus on the interactions that do not significantly affect the behavior of the electron. Nevertheless, they are introduced to obtain a quantitative description of the electronic dynamics. We find that the form of the velocity-field characteristic changes substantially when the temperature is increased, and a remarkable effect is observed from the boron content in $B_xGa_{(1-x)}N$ alloy and the applied field on the dynamics of holders within the lattice as a result of interaction mechanisms.

Dielectric cap quantum well disordering for band gap tuning of InGaAs/InGaAsP quantum well structure using various combinations of semiconductor-dielectric capping layers (다양한 반도체-유전체 덮개층 조합을 이용한 InGaAs/InGaAsP 양자우물의 무질서화)

  • 조재원;이희택;최원준;우덕하;김선호;강광남
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.11 no.4
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    • pp.207-211
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    • 2002
  • Band gap tuning by quantum well disordering in $In_{0.53}Ga_{0.47}As/InGaAsP(Q1.25)$ quantum well structure has been investigated using photoluminescence. The threshold temperature for the blue shift was about $750^{\circ}C$ , and the blue shift became larger as the annealing temperature increased. $SiO_2$ showed saturation as the annealing temperature increased. $SiN_x$caused larger blue shift than $SiO_2$, which is considered to be related to the low growth temperature of $SiN_x$. The diffusion of P and Ga are thought to be responsible for the blue shift of the $SiN_x$ and $SiO_2$capped quantum well disordering , respectively.