• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.6
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• pp.261-264
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• 2012

In this paper, we investigated characteristics of etching induced surface morphology variation by wet etching of GaN epilayer were grown on sapphire (0001) substrate by hydride vapor phase epitaxy (HVPE). As a results of scanning electron microscope (SEM) observation, three types of hexagonal etch pits (Edge, Screw, Mixed) were formed by the GaN epilayer thickness variations. A lot of etch pits, attributed to screw and mixed type TD, were observed at thinner epilayer, leading to high etch pit density. On the other hand, the thickness of GaN epilayer increased with the number of etch pits corresponding to edge and mixed dislocations, which are the majority of TDs are observed.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.8 no.1
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• pp.33-37
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• 1997

The optical properties of (1210) GaN epitaxy films grown on the (1012) $\alpha-A1_2O_3$ substrates have been studied. The hetero-epitaxy films were grown by the halide vapor phase epitaxy (HVPE) method using $Ga/HC1/NH_3/He$ system at $990^{\circ}C$. XRD, RHEED and SEM are used for the identification of the hetero-epitaxy films structure and surface morphology. The confirmed (1210) GaN epitaxy films were characterized by PL and Raman. By the Raman scattering, the active phonon modes of single-phase GaN films are varied with the arrangement of both polarization and propagation directions of laser beam with reference to the axis in single-phase crystal films. The Y(Z, Y & Z) X geometry allows scattering pat-terns of $A_1(TO)=533\;cm^{-1},\;E_1(TO)=559\;cm^{-1}\;and\;E_2=568 cm^{-1}$ modes, whereas in the Z(Y, Y & Z) X geometry the only $E_2$ mode are observed.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.150-150
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• 2007

ZnO는 3.37eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으며, 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지의 특성을 가지고 있어 UV 영역의 소스로서 가장 활용도가 클 것으로 예상된다. 특히 ZnO 박막은 청색과 자외선 발광소자 및 광전자 소자, 화학적 센서로 활용이 가능하다. 최근 ZnO 박막을 이용한 LED 및 LD 소자 제작에 대한 연구가 국내외적으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이런 소자를 제작할 때 가장 우선시 되는 것이 ZnO 박막의 전기적은 특성(캐리어 밀도, 전도도, 이동도, 비저항)이다. ZnO 박막을 성장하는 방법으로는 sputtering, PLD, MOCVD, sol-gel 법 등 여러방법이 있지만, MOCVD 법은 소스인 DEZn 와 산소의 유량이 조절이 가능하여 박막의 특성 다양하게 변화시킬 수 있는 장정이 있다. 본 연구에서는 MOCVD 법을 이용하여 사파이어 기판위에 ZnO 박막을 성장 시켰다. 성장 시 VI족 소스인 산소가스와 II족 소스인 DEZn 양을 조절함으로써 이때 변화되는 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 연구하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.9
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• pp.546-551
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• 2016

$SrSnO_3:Tb^{3+}$ phosphor thin films were prepared on sapphire and quartz substrates in the growth temperature range of $100{\sim}400^{\circ}C$ by using the radio frequency magnetron sputtering deposition. The resulting $SrSnO_3:Tb^{3+}$ thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, ultraviolet-visible-infrared spectrophotometer, and photoluminescence spectrometer. The results indicated that the morphology, optical transmittance, band gap energy, and luminescence intensity of the phosphor thin films significantly depended on the growth temperature. All the thin films, regardless of the type of substrate, showed an amorphous behavior. As for the thin films deposited on sapphire substrate, the maximum crystallite size was obtained at a growth temperature of $400^{\circ}C$ and the strongest emission was green at 544 nm arising from the $^5D_4{\rightarrow}^7F_5$ transition of Tb3+. The average optical transmittance for all the thin films grown on sapphire and quartz substrates was decreased as the growth temperature increased from 100 to $400^{\circ}C$. The results suggest that the optimum growth temperatures for depositing highly-luminescent $SrSnO_3:Tb^{3+}$ phosphor thin films on sapphire and quartz substrates are 400 and $300^{\circ}C$, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.126-126
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• 2010

본 연구에서는 catalyst-free 유기금속 화학증착법 (MOCVD)를 이용하여 사파이어 (0001)면 위에 직접 InN nanorods를 성장하였다. InN 박막의 성장에서 TMIn과 $NH_3$를 전구체로 사용하였으며, 캐리어 가스로는 질소를 사용하였다. 성장 전, 기판에 $1100^{\circ}C$에서 3분간 nitridation 처리를 거친 후 온도를 낮춰 $630{\sim}730^{\circ}C$의 온도범위 에서 InN 박막을 성장하였다. 이때 $710^{\circ}C$의 온도에서 박막은 columnar growth의 특성을 보였으며 동일조건에서 80분간 성장시킨 결과 InN nanorods가 성장되었다. 성장시킨 InN nanorod는 X-선 회절 측정법, 주사 전자 현미경 그리고 투과 전자 현미경을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 투과 전자 현미경을 통한 분석결과 지름이 150~200 nm이며 그 길이는 수 ${\mu}m$인 InN nanorod가 성공적으로 성장되었음을 확인하였다. 또한 X-선 회절 측정법과 주사 전자 현미경을 통한 분석에서 이들 nanorods가 대부분 c 방향으로 수직하게 정렬되어 있음을 확인하였다. 또한 Ti/Au (120/80 nm)를 전극으로 사용하여 개개의 nanorod의 전기적 특성을 분석한 결과 linear한 I-V특성이 관찰되었으며 비저항은 평균적으로 $0.0024\;{\Omega}cm$ 이었다. transfer 특성의 측정결과 -50V까지 게이트 전압을 인가하여도 드레인 전류의 변화는 매우 적어 doping level이 상당히 높다고 예상가능하다. 또한 mobility는 $133\;cm^2/Vs$로 도출되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.210.1-210.1
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• 2013

ZnO는 태양전지의 투명전극 및 윈도우 물질로 그 동안 광범위하게 사용되어 왔다. 하지만 태양광의 효율 증가를 위하여서는 가시광 영역뿐만 아니라 자외선 및 적외선 영역을 이용할 필요가 있다. 또한 금속 산화물 반도체 나노 입자는 크기를 조절하여 흡수하는 태양광의 파장 영역을 조절할 수 있고 이를 이용하여 이종구조를 사지는 고효율의 태양전지를 구현할 수 있다. 본 연구에서는 3.4 eV의 에너지 밴드갭을 가지는 ZnO박막내에 밴드갭을 조절 할 수 있는 금속 산화물 나노입자를 삽입하여 광학적, 전기적 특성을 연구하였다. ZnO 박막을 증착하기 전 유리 및 사파이어 기판에 스퍼터를 사용하여 Pt금속전극을 형성한 이후, ZnO 박막을 $1{\times}10^{-10}$ Torr의 기본 진공도를 유지하는 초고진공 스퍼터를 사용하여 100 nm 두께로 증착 하였다. 금속 산화물 나노 입자를 제작 하기 위하여, ZnO 박막에 열증착 장비(thermal evaporator)를 사용하여 In 나노 입자를 10 nm 이하의 크기로 제작 하였다. 그 상부에 초고진공 스퍼터 와 열증착 장비를 사용하여 ZnO 박막 및 In 나노 입자를 순차적으로 증착하여 수백 nm 두께의 ZnO 박막을 제작한다. ZnO 박막 내부에 형성된 In 양자점은 ZnO 증착공정 중에 산화되어 $In_2O_3$ 의 산화물 나노 입자로 형성되며, 내부의 구조는 투과전자 현미경을 사용하여 확인 하였다. 제작된 금속 산화물 나노입자가 포함된 ZnO 박막의 광학적 특성을 photoluminescence, UV-Vis spectroscopy, ellipsometry를 통하여 확인 하였으며, solar simulator와 전류-전압 특정 장비를 사용하여 전기적 특성을 분석 하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.10
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• pp.691-697
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• 2000

$Al_xGa_{1-x}N$ thin layers are promising materials for optical devices in the UV regions. $Al_xGa_{1-x}N$ thin layers w were grown on sapphire substrates by metalorgaruc chemical vapor deposition (MOCVD). The molar Al fraction and crystallinity of layers were deduced from synchrotron x-ray scattering experiment. Surface morphology were investigated using SEM and SPM. $Al_xGa_{1-x}N$ layers crystallinity were related with undoped GaN crystallinity. The Al mole fraction of $Al_xGa_{1-x}N$ layers affect the surface morphology of $Al_xGa_{1-x}N$ layers. The surface morphology was rough­e ened and the cracks were obse$\pi$ed by increasing the Al mole fractions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.210-210
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• 2010

ABO2 형태를 가진 delafossite 구조 산화물은 p-type 투명전도체 소재로 유명하다. Delafossite 구조가 p-type 투명전도체에 적합한 결정적인 이유는 밴드갭이 넓고 공유결합에 유리하기 때문이다. 투명전도체는 가시광선의 흡수가 없도록 band gap을 넓히는 것이 우선인데 이러한 band gap이 넓은 구조가 delafossite이다. 또한 delafossite 구조는 구조적으로 각각의 산화물 이온들이 유사 사면체 배위(pseudo-tetrahedral coordination)을 갖는다. 이러한 사면체 배위결합구조에서 산소이온은 비결합면이 없기 때문에 더욱더 공유결합성을 향상시킬 것으로 생각된다. 여기서 A는 +1가 cation, B은 +3가 cation으로 구성되어 있다. A자리에는 1가 원소인 팔라듐, 플래티늄, 은, 구리 등을 가질 수 있고. B자리에 3가 원소이면서도 크기가 알루미늄보다는 크고 란타늄보다는 작은 금속이 들어갈 수 있다. Delafossite 구조는 상온에서 2종류의 polytype (상온에서 Rhombohedaral 구조와 hexagonal 구조)이 존재하며 이들은 각각 3R(Rm) 및2H (P63/mmc)의 결정 구조를 가지고 있다. CuCrO2는 일반적으로 3R결정구조를 가지는 것으로 알려져 있다. delafossite 구조는 전기적 이방성을 띄고 있는데 c-축 방향으로의 전기적 특성이 a-축 방향으로의 전기적 특성보다 약 1000배 높은 물성을 띈다고 한다. 이는 c-축 방향의 원자 위치 때문인데 CuCrO2의 경우 Cu-O-Cr-O-Cu로서 3d-2p-3d-2p-3d 궤도를 가지기 때문인 것으로 알려져 있다.[ref] 반면 c-축으로 에피성장된 박막의 경우 +3가 이온이 위치한 layer에서 hole hopping에 의해 캐리어가 전도된다고 알려져 있기도 하다. 본 연구에서는 PLD를 이용하여 c-plane 사파이어 기판위에 성장된 delafossite구조인 CuCrO2박막의 특성을 알아보았다. p-type 특성을 위하여 CuCrO2에 Ni를 첨가하였으며 그에 따른 구조적 전기적 특성을 조사하였다. 성장온도와 도핑농도를 변화시켜 특성을 연구하였다. 결정구조적 특성과 전기적 특성을 분석하려 한다.

• Tribology and Lubricants
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• v.35 no.5
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• pp.274-285
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• 2019

Chemical mechanical polishing (CMP), which is a material removal process involving chemical surface reactions and mechanical abrasive action, is an essential manufacturing process for obtaining high-quality semiconductor surfaces with ultrahigh precision features. Recent rapid growth in the industries of digital devices and semiconductors has accelerated the demands for processing of various substrate and film materials. In addition, to solve many issues and challenges related to high integration such as micro-defects, non-uniformity, and post-process cleaning, it has become increasingly necessary to approach and understand the processing mechanisms for various substrate materials and abrasive particle behaviors from a tribological point of view. Based on these backgrounds, we review recent CMP R&D trends in this study. We examine experimental and analytical studies with a focus on substrate materials and abrasive particles. For the reduction of micro-scratch generation, understanding the correlation between friction and the generation mechanism by abrasive particle behaviors is critical. Furthermore, the contact stiffness at the wafer-particle (slurry)-pad interface should be carefully considered. Regarding substrate materials, recent research trends and technologies have been introduced that focus on sapphire (${\alpha}$-alumina, $Al_2O_3$), silicon carbide (SiC), and gallium nitride (GaN), which are used for organic light emitting devices. High-speed processing technology that does not generate surface defects should be developed for low-cost production of various substrates. For this purpose, effective methods for reducing and removing surface residues and deformed layers should be explored through tribological approaches. Finally, we present future challenges and issues related to the CMP process from a tribological perspective.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.36 no.1
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• pp.74-80
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• 2023

Gallium oxide (Ga₂O₃) thin films were grown on c-, a-, m-, r-plane sapphire substrates using a mist chemical vapor deposition system. Various growth temperature range of 400~600℃ was applied for Ga₂O₃ thin film deposition. Then, several structural properties were characterized such as film thickness, crystal phase, lattice orientation, surface roughness, and optical bandgap. Under the certain growth temperature of 500℃, all grown Ga₂O₃ featured rhombohedral crystal structures and well-aligned preferred orientation to sapphire substrate. The films grown on c-and r-plane sapphire substrates, showed low surface roughness and large optical bandgap compared to those on a-and m-plane substrates. Therefore, various sapphire orientation can be potentially applicable for future Ga₂O₃-based electronics applications.