• 제목/요약/키워드: AIN buffer

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R. F. Sputter법으로 성장된 AIN 완충층이 GaN 박막결함에 미치는 영향 (Effect of AIN Buffers by R. F. Sputter on Defects of GaN Thin films)

  • 이민수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.497-501
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    • 2004
  • The crystal structure of the GaN film on the AIN buffer layer grown by R. F sputtering with different thickness has been studied using X-ray scattering and transmission electron microscopy(TEM). The interface roughness between the AIN buffer layer and the epitaxial GaN film, due to crossover from planar to island grains, produced edge dislocations. The strain, coming from lattice mismatch between the AIN buffer layer and the epitaxial GaN film, produced screw dislocations. The density of the edge and screw dislocation propagating from the interface between the GaN film and the AIN buffer layer affected the electric resistance of GaN film.

3C-SiC 버퍼층이 Si 기판위에 스퍼터링된 AlN 막의 특성에 미치는 영향 (Effect of 3C-SiC buffer layer on the characteristics of AlN films supttered on Si Substrates)

  • 류경일;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.3-6
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    • 2009
  • Aluminum nitride (AIN) thin films were deposited on a polycrystalline 3C-SiC intermediate layer by a pulsed reactive magnetron sputtering system. Characteristics of the AIN/SiC heterostructures were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The columnar structure of AIN thin films was observed by FE-SEM. The surface roughness of AlN films on the 3C-SiC buffer layer was measured using AFM. The XRD pattern of AlN films on SiC buffer layers was highly oriented at (002). Full width at half maximum (FWHM) of the rocking curve near (002) reflections was $1.3^{\circ}$. The infrared absorbance spectrum indicated that the residual stress of AIN thin films grown on SiC buffer layers was nearly negligible. The 3C-SiC intermediate layers are promising for the realization of nitride based electronic and mechanical devices.

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AIN 버퍼층을 사용한 MFIS 구조의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of MFIS structure using AIN buffer layer)

  • 정순원;김용성;이남열;김진규;정상현;김광호;유병곤;이원재;유인규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.29-32
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    • 2000
  • Meta1-ferroelectric-insulator-semiconductor(MFIS) devices using Pt/LiNbO$_{3}$/AIN/Si structure were successfully fabricated. AIN thin films were made into metal-insulator-semiconductor(MIS) devices by evaporating aluminum in a dot array on the film surface. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance in the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V ) characteristic is 8. The gate leakage current density of MIS devices using a aluminum electrode showed the least value of 1$\times$10$^{-8A}$ $\textrm{cm}^2$ order at the electric field of 500㎸/cm. A typica] value of the dielectric constant of MFIS device was about 23 derived from 1MHz capacitance-voltage (C-V) measurement and the resistivity of the film at the field of 500㎸/cm was about 5.6$\times$ 10$^{13}$ $\Omega$.cmcm

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AlN과 저온 GaN 완충층을 이용한 Si 기판상의 후막 GaN 성장에 관한 연구 (Characteristics of Thick GaN on Si using AlN and LT-GaN Buffer Layer)

  • 백호선;이정욱;김하진;유지범
    • 한국재료학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.599-603
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    • 1999
  • AIN과 저온 GaN 완충충율 이용하여 Si 기판 위의 후막 GaN의 성장특성을 조샤하였다. Si과 GaN의 격자부정합도와 열팽창계수의 차이를 줄이기 위해 AIN과 저온 GaN를 완충충으로 사용하였다. AIN은 RF sputter를 이용하여 중착온도와 증착시간 및 RF power에 따른 표면 거칠기를 AFM으로 조사하여 최척조건을 확립하여 사용하였다. 또한 저온에서 GaN를 성장시켜 이를 완충충으로 이용하여 후막 GaN의 성장시 미치는 영향을 살펴보았다. 성장온도와 V/III 비율이 후막 성장시 표면특성과 결정성 및 성장속도에 미치는 영향을 조사하였다. 후막 GaN의 표연특성 및 막의 두께는 SEM과 $\alpha-step$을 이용하여 측정하였으며 결정성은 X-ray Diffractometer를 이용하여 조사하였다.

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반응성 스퍼터링에 의해 제작된 InN 박막의 특성 (Characteristics of InN thin films fabricated by reactive sputtering)

  • 김영호;정성훈;문동찬;송복식;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.173-176
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    • 1997
  • The III-V nitride semiconductor InN thin films which have the direct bandgap in visible light wavelength region have been deposited on Si(100) substrates and AIN/Si(100) substrates by rf reactive sputtering. InN thin films have been investigated on the structural, and electrical properties according to the sputtering parameters such as total pressure, rf power, and substrate temperature. It is found that optimal conditions required for fabricating InN thin films with high crystal Quality, low carrier concentration, high Hall mobility are total pressure 5mTorr, rf power 60W, substrate temperature 6$0^{\circ}C$ . InN thin films deposited on the AIN(60min.)/Si(100) substrates arid AIN(120min.)/Si(100) substrates showed remarkably high crystal quality and electrical properties. It is known that AIN buffer layer is to decrease free energy at interface between InN film and Si substrate, and then promoting lateral growth of InN films.

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Pt/$LiNbO_3$/AIN/Si(100) 구조의 전기적 특성 (Electrical Properties of Pt/$LiNbO_3$/AIN/Si(100) structures)

  • 정순원;정상현;인용일;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.58-61
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    • 2001
  • Metal-insulator-semiconductor (MIS) C-V properties with high dielectric AIN thin films showed no hysteresis and good interface properties. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance at the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V) characteristics was about 8. The C-V characteristics of MFIS capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 23. The memory window width was about 1.2V at the gate voltage of $\pm$5 V ranges. Typical gate leakage current density of the MFIS structure was the order of 10$^{-9}$ A/cm$^2$ at the range of within $\pm$500 kV/cm. The ferroelectric capacitors showed no polarization degradation up to about 10$^{11}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulse(peak-to-peak 8V, 50% duty cycle) in the 500kHz.

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AIN 완충층이 형성된 (001) Si 기판위에 GaN의 성장과 특성 (Growth and Properties of GaN on(001) Si Substrate with an AIN Buffer Layers)

  • 이영주;김선태;정성훈;문동찬
    • 한국재료학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.38-44
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    • 1998
  • RF 스퍼터링법으로 (001)Si 기판위에 AIN완충층을 성장하고, 그 위에 HVPE법으로 GaN를 성장하였다. GaN의 성장률은 103$0^{\circ}C$의 온도에서 AIN완충충의 두께가 각각 500$\AA$과 2000$\AA$ 일때 65$\mu\textrm{m}$/hr와 84$\mu\textrm{m}$/hr로서 AIN완충층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. AIN완충층위에서 GaN의 성장초기에는 수 $\mu\textrm{m}$크기의 결정들이 임의의 방향으로 성장된 후 성장시간이 경과함에 따라 수평방향으로의 성장에 의하여 합쳐지게 되며, c-축 방향으로 배향된 평탄한 표면을 갖는 다결정체가 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 광루미네센스(PL)스펙트럼에서는 3.482eV에서 자유여지자에 의한 발광과 3.7472eV에서 반치폭이 9.6meV인 도너 구속여기자 발광 및 3.27eV 부근에서의 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합과 LO포는 복제에 의한 발광이 나타났다. 그러나 2.2eV부근에서의 황색발광은 관찰되지 않았다.

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Si 기판을 이용한 GaN 박막의 구조적 특성 연구 (A Study of Structure Properties of GaN films on Si(111) by MOCVD)

  • 김덕규;김경민;김진사;박춘배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.59-60
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    • 2005
  • The characteristics of GaN epitaxial layers grown on silicon (111) substrates by metalorganic vapor phase epitaxy have been investigated. The only control of AIN thickness was found to decrease the stress sufficiently for avoiding crack formation in an overgrown thick ($2.6{\mu}m$) CaN layer. X-ray diffraction measurementsare used to determine the effect of AIN thickness on the strain in the subsequent GaN layers. The 437arcsec linewidth on the (002) x-ray rocking curve also attest the high crystalline quality of GaN on Si (111).

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3C-SiC 완충층을 이용한 AIN 박막의 결정성장 (Crystal growth of AlN thin films on 3C-SiC buffer layer)

  • 이태원;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.346-347
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    • 2007
  • Aluminum nitride (AlN) thin films were deposited on Polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layers using pulsed reactive magnetron sputtering. Characteristics of AlN films were investigated experimentally by means of FE-SEM, X-ray diffraction, and FT-IR, respectively. As a result, highly (002) oriented AlN thin films with almost free residual stress were achieved using 3C-SiC buffer layers. Therefore, AlN thin films grown on 3C-SiC buffer layers can be used for various piezoelectric fields and M/NEMS applications.

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HVPE 후막 a-plane GaN 결정의 성장과 특성 (Growth and characteristics of HVPE thick a-plane GaN layers)

  • 이충현;황선령;김경화;장근숙;전헌수;안형수;양민;배종성;김석환;장성환;이수민;박길한
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-5
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    • 2007
  • 본 연구에서는 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 r-plane 사파이어 기판 위에 무극성의 (11-20) a-plane GaN을 성장하여 구조적인 특성을 관찰하였다. HVPE 방법으로 저온($500/550/600/660^{\circ}C$)에서 성장한 AIN 버퍼층이 고온의 a-GaN에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, AIN 버퍼층과의 비교를 위하여 저온에서 성장한 GaN 버퍼층과 InGaN 버퍼층 같은 다양한 버퍼층을 이용하여 a-plane GaN의 성장도 실시하였다. 고온에서 성장된 a-GaN의 구조적 형상은 저온버퍼층의 성장 조건에 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. $GaCl_3$ 전 처리를 실시하고 $820^{\circ}C$에서 성장한 경우에 가장 평탄한 표면을 가지는 a-GaN을 얻을 수 있었다.