• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.2
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• pp.155-162
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• 1997

Zinc oxide(ZnO) thin films were deposited on r-plane sapphires from a solution containing zinc acetate. The films were obtained in a hot wall reactor by the pyrolysis of an aerosol produced by an ultrasonic generator. The crystallinity, surface morphology and composition of the films have been studied using the x-ray diffraction method(XRD) scanning electron microscopy(SEM) and Auger electron spectroscopy (AES) respectively. The influences of the substrate temperature on the crystallinity of the films were studied. Strongly (110) oriented ZnO films were obtained at a substrate temperature of $350^{\circ}C$. The resistivity was increased to above $3{\times}10^{6}{\Omega}{\cdot}cm$ with copper doping and vapor oxidation.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.4
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• pp.320-327
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• 1998

The chemical aspects of nitridated surface of sapphire(0001) have been studied by X-ray photoelectron spectroscopy. Nitridated layer was formed by remote plasma enhanced-ultrahigh vacuum deposition at a low temperature range. It was confirmed that this nitridated surface was mainly consists of AIN layer. The relative amounts of nitrogen reacted with AL on the sapphire surface and their surface morphology were investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM) as a function of radio-frequency power, reaction temperature, and reaction time. The amounts of atomic nitrogen activated by plasma which was subsequently incorporated into sapphire were increased with RF power. But the amounts of nitrogen reacted with AI in sapphire was initially increased and then remained constant. However, the relative amounts of AIN were nearly constant with irrespective of nitridation temperature and time. Furthermore, a depth porfile of nitridated layer with XPS showed that the nitridated surface consisted of three layers with different stoichiometry.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.3
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• pp.191-196
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• 2001

GaN is a key material for blue and ultraviolet optoelectronics. Postannealing process was employed to investigate the structural change and the effect on electrical property of the GaN thin film grown on reactive ion beam(RIB) treated sapphire (0001) substrate. Full width half maximum (FWHM) of double crystal x-ray diffraction (DCXRD) spectra and Hall mobility of the specimen were significantly changed depending on the postannealing time at $1000^{\circ}C$ in N2 atmosphere. FWHM of DCXRD reduced upto about 50arc-sec and the mobility increased about $80\textrm{cm}^2$/V.sec. The postannealed specimen with the best mobility was compared with sample without annealing by TEM. The former sample showed a decrease in the lattice strain and reduction of dislocation density by about 56~59%. This implies that there is a strong correlation between crystalline quality and the electrical property of the film. The Present results clearly show that the combination of RIB pretreatment and proper post annealing conditions results in the improved properties of GaN films grown by MOCVD.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.23 no.5
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• pp.213-217
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• 2013

The GaN layer was typical III-V nitride semiconductor and was grown on the sapphire substrate which cheap and convenient. However, sapphire substrate is non-conductivity, low thermal conductivity and has large lattice mismatch with the GaN layer. In this paper, the poly GaN epilayer was grown by HVPE on the metallic compound graphite substrate with good heat dissipation, high thermal and electrical conductivity. We tried to observe the growth mechanism of the GaN epilayer grown on the amorphous metallic compound graphite substrate. The HCl and $NH_3$ gas were flowed to grow the GaN epilayer. The temperature of source zone and growth zone in the HVPE system was set at $850^{\circ}C$ and $1090^{\circ}C$, respectively. The GaN epilayer grown on the metallic compound graphite substrate was observed by SEM, EDS, XRD measurement.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.17 no.1
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• pp.6-10
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• 2007

The a-plane GaN layer on r-plane $Al_2O_3$ substrate is grown by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). The GaN/InGaN heterostructure is performed by selective area growth (SAG) method. The heterostructure consists of a flown over mixed-sourec are used as gallium (or indium) and nitrogen sources. The gas flow rates of HCl and $NH_3$ are maintained at 10 sccm and 500 sccm, respectively. The temperatures of GaN source zone is $650^{\circ}C$. In case of InGaN, the temperature of source zone is $900^{\circ}C$. The grown temperatures of GaN and InGaN layer are $820^{\circ}C\;and\;850^{\circ}C$, respectively. The EL (electroluminescence) peak of GaN/InGaN heterostructure is at nearly 460 nm and the FWHM (full width at half maximum) is 0.67 eV. These results are demonstrated that the heterostructure of III-nitrides on r-plane sapphire can be successfully grown by mixed-source HVPE with multi-sliding boat system.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.308.2-308.2
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• 2014

최근 III-N계 물질 기반의 광 반도체 중 m-면 사파이어 기판을 사용하여 반극성 (11-22) GaN박막을 성장하는 광반도체의 발광효율을 높이려는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만, 반극성 (11-22) GaN와 m-면 사파이어 기판과의 큰 격자상수 차이와 결정학적 이방성의 차이에 의해 많은 결정 결함이 발생하게 된다. 이러한 결정결함들은 반극성 LED소자내에서 누설전류 및 비발광 재결합, 순방향전압 등의 소자특성을 저하시키는 큰 요인이 되기 때문에 고효율 발광소자를 제작함에 있어 어려움을 야기시킨다. 이러한, 반극성 LED 소자의 효율 향상을 위해 결함 분석에 대한 연구를 주를 이루고 있는 상황으로, n-GaN층에 Si도핑에 관한 연구가 진행되고 있다. 이미 극성과 비극성에서는 n-GaN층에 Si이 도핑이 증가될수록 결정질이 향상되고, 양자우물의 계면의 질도 향상 되었다는 보고가 있다. 본 연구에서는 반극성 (11-22) GaN 기반의 발광소자를 제작함에 있어 n-GaN 층의 도핑 농도 변화를 통한 반극성 GaN 박막의 결정성 및 전기적 특성 변화에 따른 LED소자의 전계 발광 특성에 대한 연구를 진행하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 m-면 사파이어 기판에 $2.0{\mu}m$두께의 반극성 (11-22) GaN 박막을 저온 GaN완충층이 존재하지 않는 고온 1단계 성장법을 기반으로 성장하였다.[3] 이후, $2.0{\mu}m$ 반극성 (11-22) GaN 박막 위에 $3.5{\mu}m$ 두께의 n-GaN 층을 성장시켰다. 이때, n-형 도펀트로 SiH4 가스를 4.9, 9.8, 19.6, 39.2 sccm으로 변화하여 성장하였다. 이 4가지 반극성 (11-22) n-GaN 템플릿을 이용하여 동일 구조의 InGaN/GaN 다중양자우물구조와 p-GaN을 성장하여 LED 구조를 제작하였다. X-선 ${\omega}$-rocking curve를 분석한 결과, 이러한 특성은 반극성 (11-22) n-GaN층의 Si 도핑농도 증가에 따라서 각 (0002), (11-20), (10-10) 면에서 결정 결함이 감소하고, 반극성 (11-22) n형 GaN템플릿을 이용하여 성장된 반극성 GaN계 LED소자는 20mA인가 시 도핑 농도 증가에 따라 9.2 V에서 5.8 V로 전압이 감소하였으며 역방향 전류에서도 누설전류가 감소함이 확인되었다. 또한, 전계 발광세기도 증가하였는데, 이는 반극성 n형 GaN박막의 실리콘 도핑농도 증가에 따라 하부 GaN층의 결정성이 향상과 더불어 광학적 특성이 향상되고, n형 GaN층의 전자 농도 및 이동도의 동시 증가에 따라 전기적 특성이 향상 됨에 따라 LED소자의 전계 발광 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.193.1-193.1
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• 2015

실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형 밴드갭을 이용한 발광소자 및 고전압 소자로써 활용 가능한 물질이다. 종래에는 Si(100) 및 Si(111) 기판 위에 GaN 박막 성장에 대한 연구가 주로 진행되었다. 하지만 대칭성과 격자 불일치도 등 결정학적 특성을 고려할 때 Si(100) 기판 위에 고품질의 GaN 박막을 성장시키는 것은 쉽지 않다. Si(111) 기판은 실리콘 소자 직접화 공정에 적합하지 못한 단점을 가지고 있다. 반면, 최근 Si(110) 기판 위에서 비등방적 변형 제어를 통한 고품질 GaN 박막 성장이 보고 되어 실리콘 집적 소자와 결합한 고전압 소자 및 고속소자 구현에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 투과전자현미경 연구를 바탕으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN의 미세구조에 관한 연구를 소개한다. 열팽창계수의 차이에 의한 GaN 박막 내 결함 생성을 줄이기 위하여 AlN 완충층이 사용되었다. GaN 박막을 암모니아 ($NH_3$) 유량이 다른 조건에서 성장시킴으로써 GaN 박막 미세구조의 암모니아 유량 의존성에 관한 연구를 진행하였다. GaN 박막에서 투과전자현미경 연구와 X-ray 회절 연구를 통하여 결함 거동 및 결정성을 확인하였다. $NH_3$ 유랑이 증가함에 따라 GaN의 성장 거동이 3차원에서 2차원으로 변화됨을 관찰하였다. 또한, 전위밀도의 증가도 확인되었다. $NH_3$ 유량이 낮은 경우 GaN 전위는 AlN와 GaN 경계에 주로 위치하고 GaN 표면 근처에는 전위밀도가 감소하였으나, $NH_3$ 유량이 높을 경우 GaN 박막 표면까지 전위가 관통됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2007.06a
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• pp.234-237
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• 2007

We fabricated nano-structures of the anodic aluminum oxides on sapphire substrates. Two processes of nano-structured sapphire surface have present: the one is the template mask and the other is the anodic oxidized aluminum deposited on sapphire substrate. The formation of nano-structures has investigated by FE-SEM measurement. The etched surface by the template showed periodic lattice but the deposited surface showed the randomly distributed phase of nanoholes instead of the periodic lattice.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.101-102
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• 2007

ZnO에 Li과 Al이 codoping된 박막을 magnetron spuuter을 이용하여 사파이어 기판 위에 성장하였다. 성장시킨 박막에 대한 구조적, 전기적, 광학적 특성들을 관찰 하였으며, 증착 분위기 조절에 따라서 에피텍셜한 박막을 얻을 수 있었다. $LiAlO_2$ 도핑농도가 증가함에에 따라 전기적으로는 부도체에 가까운 특성을 나타내면서, 광학 밴드갭 에너지가 증가하는 현상을 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.11a
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• pp.19-20
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• 2010