• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.251-254
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• 2012

본 논문에서는 양자 우물 구조 변화에 따른 GaN 기반 LED의 출력 특성을 분석하였다. 사용된 LED의 기본 구조는 GaN 버퍼층을 기반으로 GaN 장벽과 InGaN 양자 우물로 이루어진 활성 영역이 AlGaN EBL(Electron Blocking Layer)과 AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) 사이에 구성되어 있다. ISE-TCAD를 이용하여 LED 활성영역의 양자 우물의 두께와 개수, 장벽의 도핑 변화에 따른 출력 전력, 내부 양자 효율 특성을 분석하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제48권2호
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• pp.1-5
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• 2011

HVPE법으로 $3{\mu}m$의 GaN epi를 성장하고 이 위에 DC 마그네트론 Sputter를 이용하여 Ti stripe 패턴 형성하였으며 다시 HVPE를 이용하여 $120{\mu}m$ ~ $300{\mu}m$ 두께의 GaN를 overgrowth하였다. 성장된 GaN는 SEM 측정으로 Ti 패턴한 부분에서 void가 관찰되었고 보다 두꺼운 GaN를 성장시에는 크랙이 void를 따라 발생할 수 있음을 확인하였으며 XRD측정으로 FWHM은 188 arcsec로 측정되었다. 성장전의 GaN epi와의 반치폭을 비교하였을 때 패턴에 사용된 Ti는 overgrowth시 결정성에는 크게 영향을 주지 않는다는 것을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권4호
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• pp.478-483
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• 2014

We propose a new method which can extract the information about the electronic traps in the semi-insulating GaN buffer of AlGaN/GaN heterostructure field-effect transistors (HFETs) using a simple test structure. The proposed method has a merit in the easiness of fabricating the test structure. Moreover, the electric fields inside the test structure are very similar to those inside the actual transistor, so that we can extract the information of bulk traps which directly affect the current collapse behaviors of AlGaN/GaN HEFTs. By applying the proposed method to the GaN buffer structures with various unintentionally doped GaN channel thicknesses, we conclude that the incorporated carbon into the GaN back barrier layer is the dominant origin of the bulk trap which affects the current collapse behaviors of AlGaN/GaN HEFTs.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권5호
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• pp.235-240
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• 2003

대면적 GaN 기판재료의 개발은 GaN 계열의 응용 가능성을 확대하기 위한 중요한 과제중 하나이다. 이러한 가능성을 조사하고자 본 연구에서는 seed 기판으로 MOCVD-GaN 박막과 소스 물질로서 상업용 GaN 분말을 이용하여 승화법에 의해 GaN 후막 성장을 시도하였다. 일정한 $N_2$ gas와 $NH_3$ gas 유량으로 성장실의 압력을 대기압으로 유지할 때 후막성장에 대한 승화소스물질과 seed 기판 사이의 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도, 성장시간 등의 영향들을 연구하였다. 성장된 GaN후막은 SEM 및 XRD등을 이용하여 후막성장 형태 및 구조를 관찰하였고 상온에서 PL특성측정을 통하여 후막의 광학적인 밴드갭 및 결함 등을 조사하였다. 이로부터 양호한 GaN 후막성장에 필요한 공정요소로서 소스와 seed 기판 간 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도 및 성장시간 등의 조건들을 정할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.111-111
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• 2000

최근 질화물 반도체를 이용한 단파장 laser diode (LD)와 ultraviolet light emitting diode (LED)에 관한 관심의 증가로 인하여 AlGaN의 성장에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법을 이용한 AlGaN 성장에 있어서는 Al의 전구체로 널리 사용되고 있는 trimethylaluminum (TMAl)과 암모니아와의 기상에서의 adduct 형성을 억제하기 위하여 주로 저압에서 성장을 하거나 원료 가스의 유속을 증가시키는 방법으로 연구가 되고 있다. 또한, AlN의 경우 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN 성장 시보다 높은 온도에서 성장이 이루어지고 있다. MOCND법을 이용하여 AlGaN를 성장시키는 대부분의 연구들은 100$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 성장 온도가 AlGaN특성에 미치는 영향에 대한 것으로 국한되고 있다. 그러나, InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) 구조의 LD나 LED를 성장시키는 경우 In의 desorption을 억제하기 위하여 MQWs층 위에 저온에서 AlGaN를 성장하는 데 있어서 AlGaN의 성장 온도를 500-102$0^{\circ}C$로 변화시키면서 AlGaN의 성장거동을 고찰하였다. GaN는 사파이어 기판을 수소분위기하에서 고온에서 가열한 후 저온에서 GaN를 이용한 핵생성층을 성장하고 102$0^{\circ}C$의 고온에서 1.2$\mu\textrm{m}$정도의 두께로 성장하였다. AlGaN는 고온에서 성장된 GaN 위에 200Torr의 성장기 압력 하에서 trimethylgallium (TMGa)과 TMAl의 유속을 각각 70 $\mu$mol/min 으로 고정한 후 성장온도만을 변화시키며 증착하였다. 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 표면거칠기가 증가하고, 결함과 관련된 포토루미네슨스가 현저히 증가하는 것이 관찰되었다. 그러나, 성장온도가 50$0^{\circ}C$정도로 낮아진 경우에 있어서는 표면 거칠기가 다시 감소하는 것이 관찰되었다. 이러한 현상은 저온에서 표면흡착원자의 거동에 제한이 따르기 때문으로 생각되어진다. 또한, 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 성장을 저해하기 때문으로 판단된다. 성장 온도 변화에 따라 성장된 V의 구조적 특성 및 표면 거칠기 변화를 관찰하여 AlGaN의 성장 거동을 논의하겠다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1124-1125
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• 2015

밴드-갭이 큰 반도체는 실리콘에 비하여 다양한 전기 물성 장점을 가져 고주파수 증폭 소자나 차세대 전력 반도체 소자로 각광을 받고 있다. 다양한 와이드 밴드-갭 반도체 중 AlGaN/GaN 이종접합 반도체는 채널의 높은 전도성과 높은 임계 전계로 인하여 우수한 전기적 특성을 가진다. 최근 발전된 수치해석 시뮬레이션을 이용하여 AlGaN/GaN 고전자 이동도 트랜지스터 (high-electron-mobility transistor, HEMT)의 설계연구를 진행하였다. AlGaN 장벽층의 두께가 증가할수록 채널의 전자 면 농도가 증가하도록 설계하였다. 또한 게이트 필드 플레이트 설계를 통하여 AlGaN/GaN HEMT의 역방향 전계 피크를 1개에서 2개로 증가시켜 항복전압을 368 V에서 최대 822 V로 개선하였다. 수렴문제를 개선한 수치해석 시뮬레이션은 RF power AlGaN/GaN HEMT의 설계에 유용하다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.131-132
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• 2007

An AlGaN/GaN high electron mobility transistor(HEMT) was fabricated and the effect of photoelectrochemical oxidation of AlGaN/GaN surface was investigated. The oxidation of AlGaN surface was done in water at the bias of 10 V under the deep UV light illumination. The sheet resistance of the AlGaN/GaN structure was increased and gate leakage current of the HEMT was decreased by the oxidation. However, the transconductance of the HEMT was not degraded by the oxidation.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권6호
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• pp.1-6
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• 2010

본 논문에서는 고출력 고이득 특성을 갖는 고전자이동도 트랜지스터 (high-electron mobility transistor, HEMT)를 구현하기 위하여 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 제안하였고, 소자의 DC 특성의 향상 가능성을 확인하기 위하여 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT 및 field-plate 구조의 게이트 전극을 갖는 HEMT 소자와의 특성을 비교 분석하였다. 상용 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 제안한 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT는 드레인 전압의 인가 시, 소자의 내부에서 발생하는 전계가 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT에 비해 약 70% 정도 감소하는 특성을 갖는 것을 확인하였고, 전달이득 (transconductance, $g_m$) 특성 역시 단일 게이트 전극구조의 HEMT나 field-plate 구조를 삽입한 HEMT에 비해 약 11.4% 정도 향상된 우수한 DC 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제32권6호
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• pp.441-446
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• 2023

Electrical and optical characteristics of the GaN-based light-emitting diode (LED) with the improved multi-quantum well (MQW) structure have been studied for light source in bio-sensing systems. Novel GaN/In_0.1GaN/In_0.2GaN/In_0.1GaN/GaN and Al_0.1GaN/GaN/In_0.2GaN/GaN/Al_0.1GaN (MQW) structures were suggested, and their radiative recombination rate, light output power, electroluminescence, and external quantum efficiency were compared with those of the conventional GaN/In_0.2GaN/GaN MQW structure using device simulation. The LED with the GaN/In_0.1GaN/In_0.2GaN/In_0.1GaN/GaN MQW structure showed an excellent recombination rate of 5.57 × 10²⁸ cm^-3·s^-1 that was more than one order improvement over that of the conventional LED. In addition, the efficiency droop was relieved by the suggested stepped MQW structure.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.228.2-228.2
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• 2013

본 논문은 InN와 GaN를 교대로 증착하는 교번성장법(Alternate Growth Method)을 이용해 형성한 높은 인듐(Indium) 조성을 갖는 InGaN (HI-InGaN) 구조의 열처리(Rapid Thermal Annealing, RTA) 온도 및 시간에 대한 구조와 광학적 특성을 Double Crystal X-ray Diffraction (DCXRD), Transmission Electron Microscopy와 Photoluminescence (PL) 장비를 사용하여 분석한 결과를 보고한다. DCXRD 스펙트럼에서 HI-InGaN 박막은 GaN(0002)로부터 $2.98^{\circ}$ 분리된 위치에서 회절 신호를 관찰 할 수 있다. 그리고 GaN와 HI-InGaN 신호 사이의 넓은 범위에서 미약하지만 신호가 관찰 되는데, 이는 InN와 GaN 계면에서 발생하는 상호확산 확률의 차이에 기인한 In 조성이 다른 InGaN 신호로 해석할 수 있다. 열처리 온도를 $775^{\circ}C$로 고정하고 시간을 10, 20, 30초로 각각 변화시켜 RTA를 진행한 DCXRD 스펙트럼에서 GaN(0002)로부터 $0.7{\sim}1.1^{\circ}$ 떨어진 위치에서 InGaN 피크를 확인 할 수 있다. RTA 시간이 증가 할수록 HI-InGaN 신호의 위치가 GaN 피크 방향으로 이동하며, 세기가 증가하는 것을 확인 할 수 있다. HI-InGaN의 PL 스펙트럼에서 상온 발광파장은 1369 nm 이며, 반치폭(Line-width)은 51.02 nm을 보였다. RTA 수행 후 발광파장에 따른 광세기가 각각 달라졌으며, 특히 900 nm 부근의 신호가 상대적으로 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. RTA에 따른 HI-InGaN의 구조 및 광학적 특성 변화를 InN와 GaN 계면에서 In, Ga 원자의 상호확산 효과현상으로 논의할 예정이다.