• 제목/요약/키워드: 성장 패턴

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패턴 사파이어 기판 위에 AlN 중간층을 이용한 GaN 에피성장

  • 김남혁;이건훈;박성현;김종학;김민화;유덕재;문대영;윤의준;여환국;문영부;시상기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.123-123
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    • 2010
  • 3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

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지역적 특성을 고려한 도시 성장 패턴에 관한 연구 (A Study on the Urban Growth Patterns Focusing on Regional Characteristics)

  • 윤정미;이성호
    • 한국지리정보학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.116-126
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    • 2006
  • 본 연구는 도시성장에 관한 연구로써 부산시와 김해시 그리고 진해시의 도시성장과정을 분석하고 분석을 통하여 도시성장 패턴을 정립한다. 도시성장모델링을 통하여 각 지역의 조건에 따라 도시성장 형태와 패턴이 다르다는 것을 도출하고 이를 통하여 의사결정자들에게 공간계획시 활용할 수 있도록 한다. 연구방법으로는 퍼지-AHP와 셀룰라 오토마타를 도입하여 각 지역의 도시성장을 분석하였으며, 다양한 네이버후드와 전이규칙의 시뮬레이션을 통해 각 지역에 적합한 도시성장패턴을 도출하였다. 본 연구를 수행한 결과 부산지역 도시성장 패턴과 부산시 주변도시인 김해시와 진해시의 도시성장 패턴은 서로 다른 것으로 분석되어 각 지역적 조건에 따라 도시성장 패턴이 다른 것으로 도출되었다.

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세라믹 노즐에 유도된 정전기력을 이용한 ZnO seed 미세패턴 연구

  • 변상언;이경일;김선민;이철승;김성현;이현주;이재혁;임병직;조진우;서대식
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.481-481
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    • 2011
  • 이 논문은 세라믹 노즐(내경: 20 um)을 제작하여 새로운 프린팅 방식인 정전기수력학방식을 이용하여 유리기판위에 직경 30 um의 ZnO seed dot를 패턴하였다. 정전기수력학은 기존의 프린팅 방식과 달리 전기장으로 유도된 노즐을 이용하여 액적을 토출시키는 새로운 프린팅 방법이다. 패턴된 ZnO seed는 열처리후 수열합성법을 이용하여 성장시켰다. 같은 방법으로 잉크젯 프린팅을 이용하여 ZnO seed 패턴 후 열처리하여 수열합성을 이용하여 성장시켰다. 잉크젯 프린팅 방식을 이용하여 성장된 ZnO nanowire는 위성 액적이 떨어져 ZnO seed dot 주변에 ZnO nanowire가 성장하였다. 반면, 정전기수력학 프린팅 방식을 이용하여 성장된 ZnO nanowires는 ZnO seed 패턴 중앙에 집중되어 ZnO nanowire가 성장하였다.

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Pt 금속마스크를 이용하여 제작한 나노패턴 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막 특성 (Characterization of GaN epitaxial layer grown on nano-patterned Si(111) substrate using Pt metal-mask)

  • 김종옥;임기영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.67-71
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    • 2014
  • 본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

도시성장경계가 도시 밀도와 도시 스프롤에 미치는 영향 : 비교 연구 (Impacts of Urban Growth Boundaries on Urban Density and Sprawl : A Comparative Approach)

  • 페티그로브 마가렛;황철수
    • 한국지역지리학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.549-558
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    • 2010
  • 본 연구는 특정 기간 동안 미국 대도시가 성장하는 패턴에 도시성장경계(UGB)가 어떻게 영향을 미치는가를 상대적 관점에서 조사하는데 목적을 두고 있다. 이를 위해 통계분석을 통해 도시성장경계를 규정하고 있는 대도시권에서 거주지역밀도에 도시성장경계가 어느 정도 영향을 미치고 있는가를 살펴보았다. 다음으로 도시성장의 패턴에 영향을 미치는 요소들과 도시성장경계를 비교 분석하여 도시성장경계의 중요성을 분석하였다. 그 결과 도시성장 패턴이 도시성장경계를 규정하고 있는 도시와 이를 규정하지 않는 도시 사이에 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 그러나 도시성장경계가 갖는 유의성에도 불구하고 다른 요인들에 비해 상대적으로 낮게 영향을 미치고 있는 점 역시 발견되었다. 이는 본 연구에서 활용한 자료가 설명하기 어려운 요인들이 복잡하게 영향을 주고 있음을 시사한다. 또한 연구자료의 한계에도 불구하고 도시성장경계가 도시 스프롤을 억제하는데 어느 정도 효과를 미치고 있음을 밝히고 있다.

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Fabrication of GaN Micro-pyramid Structure Arrays for Phosphor-free white Lighting-emitting Diode

  • Sim, Young-Chul;Ko, Young-Ho;Lim, Seung-Hyuk;Cho, Yong-Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.299-299
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    • 2014
  • 기존의 고출력 광원들이 환경문제 등으로 외국에서 규제대상으로 지정되고 있는 가운데고체 상태의 광원인 Light-emitting diode (LED)는 기존의 광원에 비해 에너지 절감효과 크기 때문에 인해 널리 사용되고 있는 추세이다. 대부분의 백색 LED의 경우 청색 LED에 황색 형광체를 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 이의 경우 빛의 흡수와 재방출 과정에서 생기는 에너지 변환손실의 문제가 불가피하다. 또한, 두 종류의 색을 섞어서 나타나는 낮은 연색성의 문제가 있고 사용할 수 있는 형광체의 종류와 조합도 일본 등 해외에 출원된 특허권으로 연구개발에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 형광체를 사용하지 않는 단일 백색 LED를 개발을 위하여 극성과 반극성을 조합한 구조를 연구하였다. Photo-lithography를 이용하여 다양한 크기와 구조의 홀 패턴을 얻을 수 있었으며, metal organic chemical vapor deposition을 이용하여 다양한 형태의 피라미드 구조를 성장할 수 있었다. 패턴의 홀 크기와 홀 사이의 간격을 조절하면서 성장을 진행 하였고, 그 결과 pyramid와 truncated pyramid 모양의 GaN 구조를 성장할 수 있었다. [그림 1] Pyramid 구조의 반극성 면과 truncated pyramid 구조의 극성 면사이의 성장속도 차이 때문에 양자우물의 두께가 달라짐을 확인하였다. 이로 인해 양자구속효과가 달라져 다른 파장의 발광을 기대할 수 있었다. 뿐만 아니라 In의 확산거리가 Ga보다 길어서 홀사이 간격을 달리하면 In조성비가 달라지는 효과가 있음을 확인하였고 다양한 홀 사이 간격으로부터 각기 다른 파장의 발광을 얻을 수 있었다. 파장을 조금 더 상세하게 분석하기 위하여 Photoluminescence과 Cathodoluminescence을 사용하였다. 이로써 여러 파장을 발광하는 패턴을 섞어 넓은 영역의 발광 스펙트럼을 만들었다. 특히 패턴을 섞는 방법도 홀과 에피 구조를 섞는 방법, 크기가 다른 홀 패턴을 배열하는 방법등 다양히 하며 가장 좋을 패턴을 연구하였다. 그리하여 최적의 패턴과 구조, 성장조건을 찾아 백색의 CIE 좌표값을 얻을 수 있었다.

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The Growth Pattern Of R&D Activities With Innovation in the Digital Economy

  • 박주환;신용태
    • 기술혁신학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.16-25
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    • 2002
  • 그 동안 R&D와 관련된 많은 연구는 다양한 성장모형을 이용해 경제성장과 연구개발 투자사이의 관계를 보이는데 중점을 두어왔으나, 디지털 경제에서의 지식 혁신에 의한 R&D활동의 성장패턴을 보이는 연구는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 W기업의 생산과정에서 R&D활동에 따른 비중의 변화가 생산성을 증가시키는 성장의 패턴을 다양하게 할 수 있음을 보이고자 한다.

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The Growth Pattern of R&D Activities with Innovation in the Digital Economy

  • Park, Chuhwan;Shin, Yongtae
    • 한국기술혁신학회:학술대회논문집
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    • 한국기술혁신학회 2002년도 춘계학술대회
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    • pp.19-33
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    • 2002
  • 그 동안 R&D와 관련된 많은 연구는 다양한 성장모형을 이용해 경제성장과 연구개발 투자사이의 관계를 보이는데 중점을 두어왔으나, 디지털 경제에서의 지식 혁신에 의한 R&D활동의 성장패턴을 보이는 연구는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 IT기업의 생산과정에서 R&D활동에 따른 비중의 변화가 생산성을 증가시키는 성장의 패턴을 다양하게 할 수 있음을 보이고자 한다.

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Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition (UHVCVD)법에 의한 GaAs와 InGaAs 박막의 선택 에피택시 (Selective Area Epitaxy of GaAs and InGaAs by Ultrahigh Vacuum Chemical vapor Deposition(UHVCVD))

  • 김성복
    • 한국진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.275-282
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    • 1995
  • III족 원료 가스로 triethylgallium(TEGa)과 trimethylindium(TMIn)을 사용하고 V족 원료 가스로 사전 열 분해하지 않은 arsine(AsH3)과 monoethylarsine(MEAs)을 사용하여 ultrahigh vacuum chemical vapor deposition(UHVCVD)법으로 Si3N4로 패턴된 GaAs(100)기판 위에 GaAs와 InGaAsqkr막을 선택적으로 에피택시 성장을 하였다. V족 원료 가스를 사전 열 분해하지 않으므로 넓은 성장 온도 구간과 V/lll 비율에서도 선택적으로 박막이 성장되었다. 또한 선택 에피택시의 성장 메카니즘을 규명하기 위하여 다양한 filling factor(전체면적중 opening된 면적의 비율)를 가지는 기판을 제작하여 성장에 사용하였다. UHVCVD법에서는 마스크에 면적중 opening된 면적의 비율)를 가지는 기판을 제작하여 성장에 사용하였다. UHVCVD법에서는 마스크에 입사된 분자 상태의 원료 기체가 탈착된 후 표면 이동이나 가스 상태의 확산과정 없이 마스크로부터 제거되므로 패턴의 크기와 모양에 따른 성장 속도의 변화나 조성의 변화가 없을 뿐만 아니라 chemical beam epitaxy(CBE)/metalorganic molecular beam epitaxy(MOMBE)법에서 알려진 한계 성장온도 이하에서 선택 에피택시 성장이 이루어졌다.

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MOCVD를 이용한 비평면구조 기판에서의 GaN 선택적 성장특성연구 (A Study on the Selection Area Growth of GaN on Non-Planar Substrate by MOCVD)

  • 이재인;금동화;유지범
    • 한국재료학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.257-262
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    • 1999
  • MOCVD를 이용하여 $SiO_2$로 패턴된 GaN/sapphire 기판상에서 $NH_3$유량과 성장온도가 GaN 성장의 선택성과 성장 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $NH_3$유량을 500~1300sccm, 성장온도를 $950~1060^{\circ}C$로 변화시켜 성장변수에 따른 영향을 주사전자현미경으로 관찰하였다.$NH_3$유량이 증가할수록 성장선택성이 향상되었으나 기판윈도우에서 성장되는 GaN 형상변화에는 큰 영향을 미치지 못하였다. 성장온도가 높을수록 GaN의 성장선택성이 향상됨이 관찰되었다. 패턴 모양을 원형, 선형, 방사선모양(선형 패턴을 30, $45^{\circ}$로 회전)으로 제작하여 GaN 성장을 수행한 후 관찰한 결과 {1101}으로 이루어진 Hexagonal 피라밋 형상과 마스크층 위로의 측면성장을 얻을 수 있었으며, 성장조건에 따른 <1100>와 <1210>의 방향으로의 측면성장속도의 차이를 관찰할 수 있었다.

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