• 한국결정성장학회지
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• 제11권5호
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• pp.203-206
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• 2001

The applicability of shaped growth of yttrium orthovanadate was approved by successful growth of rod-like single crystals with the rectangular shape. Nd-doped single crystals with content of $Nd^{3+}$ ions of 1,2,3,5 atomic % in the starting melt were grown by the EFG technique with the size up to $10^{*}10mm$ in section and up to 85 mm in length. For the testing of the multiple growth of the orthovanadates, two and three Nd-and Yb-doped $YVO_{4}$ single crystals were grown by the EFG technique simultaneously up to 110 mm in length.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권4호
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• pp.109-116
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• 2024

β-Ga₂O₃는 4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 항복전압으로 전력 소자 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있는 대표적인 UWBG(Ultra-wide Band-gap) 반도체이다. 또한 용액 성장이 가능하기 때문에 SiC, GaN에 비해 성장 속도가 빠르고 생산 비용이 저렴하다는 장점이 있다[1,2]. 본 연구에서는 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 법을 통해 Si 도핑 된 β-Ga₂O₃ 단결정을 성장시키는 데에 성공하였다. 성장 방향과 성장 주 면은 각각 [010] / (001)로 설정하였으며 성장속도는 7~20 mm/h이다. 성장시킨 β-Ga₂O₃ 단결정은 다양한 결정 면 방향(001, 100, ${\bar{2}}01$)과 off-angle(1^o, 3^o, 4^o)에 따라 절단하여 표면 가공을 진행하였고, 가공 후 HVPE(Halide vapor phase epitaxy) 법을 이용해 epi-ready 기판 위에 homoepitaxial 층을 성장시켰다. 가공 후의 샘플과 epi-layer를 성장시킨 샘플을 XRD, AFM, OM, Etching 등의 분석을 통해 결정면과 off-angle에 따른 표면 특성을 비교하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권2호
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• pp.83-90
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• 2023

최근 전력반도체 소재로 관심을 가지는 Ga₂O₃의 β-상은 열역학적으로 가장 안정한 상을 가지며 4.8~4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 절연파괴전압을 갖는다. 이러한 우수한 물리적 특성으로 인해 전력반도체 소재로 많은 주목을 받고 있다. β-Ga₂O₃는 SiC 및 GaN의 소재와는 다르게 액상이 존재하기 때문에 액상 성장법으로 단결정 성장이 가능하다. 하지만 성장한 순수 β-Ga₂O₃ 단결정은 전력 소자에 적용하기에는 낮은 전도성으로 인해 의도적으로 제어된 도핑 기술이 필요하며 도핑 특성에 관한 연구가 매우 중요하다. 이 연구에서는 Ga₂O₃ 분말과 SnO₂ 분말의 몰 비율을 다르게 첨가하여 Un-doped, Sn 0.05 mol%, Sn 0.1mol%, Sn 1.5 mol%, Sn 2 mol%, Sn 3 mol%의 혼합분말을 제조하여 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 방법으로 β-Ga₂O₃ 단결정을 성장시켰다. 성장된 β-Ga₂O₃ 단결정의 Sn dopant 함량에 따른 결정 품질 및 광학적, 전기적 특성 변화를 분석하였으며 Sn 도핑에 따른 특성 변화를 광범위하게 연구하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-8
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• 2004

The microstructural features and mechanical behavior of directionally solidified $(Y_2O_3)ZrO_2/Al_2O_3$ eutectic fibers after extended beat treatment in oxidizing environment were investigated. The fiber was grown continuously by an Edge-defined Film-fed Growth (EFG) technique. The microstructure was characterized using X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy(SEM). The microstructure of the fiber in the as-fabricated state consists of highly oriented colonv and fine lamellar microstructure along the fiber axis. Tensile strength of the $(Y_2O_3)ZrO_2/Al_2O_3$ eutectic fiber remained unchanged with heat treatment at temperatures between $1200^{\circ}C$ and $1500^{\circ}C$ up to 300h. The weibulls modulus remained fairly constant after extended thermal exposure. The fracture toughness and crack propagation behavior were investigated. The fracture toughness ($K_{1C}$) of the $(Y_2O_3)ZrO_2/Al_2O_3$ eutectic fiber in the as-fabricated state were measured to be 3.6 ${\pm}$ 0.5 MPa${\cdot}m^{1/2}$ by an indentation technique and 2.2 ${\pm}$ 0.2 MPa${\cdot}m^{1/2}$ by assuming elliptical flaw of a semi-infinite solid, respectively. The $(Y_2O_3)ZrO_2/Al_2O_3$ eutectic fiber showed a radial (Palmqvist) crack type and exhibited an orthotropic crack growth behavior under 100 g load.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권5호
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• pp.504-508
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• 2022

Single crystal gallium oxide (Ga₂O₃) has been an emerging material for power semiconductor applications. However, the defect distribution of Ga₂O₃ substrates needs to be carefully characterized to improve crystal quality during crystal growth. We analyzed the type and the distribution of defects on commercial (-201) Ga₂O₃ substrates to get a basic standard prior to growing Ga₂O₃ crystals. Etch pit technique was employed to expose the type of defects on the Ga₂O₃ substrates. Synchrotron white beam X-ray topography was also utilized to observe the defect distribution by a nondestructive manner. We expect that the observation of defect distribution with three-dimensional geometry will also be useful for other crystal planes of Ga₂O₃ single crystals.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.1-10
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• 1996

EFG Si 태양전지를 전류-전압, 표면광전압, 전자빔유도_전류, 전자미세프로브, 전자역산란의 여러 가지 기술을 이용하여 분석하였다. 전류-전압 그래프를 여러 온도에서 측정한 결과 EFG-Si 태양전지는 전압에 따라 변하는 shunt 저항을 가진 것이 밝혀졌다. 이러한 shunt 저항은 precipitate와 grain boundary에 의해 생긴 것으로 공간전하영역 내의 불순물 에너지 준위로 tunneling에 의해 이동한 캐리어의 재결합으로 일어난 결과이다. 전류-전압 과 표면광전압 기술을 결합하면 태양전지의 pn접합과 기판 (substrate)을 동시에 분석할 수 있다. Diode ideality factor와 표면 광전압은 Pn접합의 특성을, 소수캐리어 확산거리는 substrate특성을 표시한다. EFG 태양 전지를 분석한 결과, 전압에 따라 변하는 shunt 저항은 효율에 따라 정도 차이는 있지만 모든 시편에서 발견되며, 태양전지의 성능을 저하시키는 중요한 원인 중의 하나가 된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.201-206
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• 2019

This report constitutes the first demonstration in Korea of single-crystal lateral gallium oxide ($Ga_2O_3$) as a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), with a breakdown voltage in excess of 480 V. A Si-doped channel layer was grown on a Fe-doped semi-insulating ${\beta}-Ga_2O_3$ (010) substrate by molecular beam epitaxy. The single-crystal substrate was grown by the edge-defined film-fed growth method and wafered to a size of $10{\times}15mm^2$. Although we fabricated several types of power devices using the same process, we only report the characterization of a finger-type MOSFET with a gate length ($L_g$) of $2{\mu}m$ and a gate-drain spacing ($L_{gd}$) of $5{\mu}m$. The MOSFET showed a favorable drain current modulation according to the gate voltage swing. A complete drain current pinch-off feature was also obtained for $V_{gs}<-6V$, and the three-terminal off-state breakdown voltage was over 482 V in a $L_{gd}=5{\mu}m$ device measured in Fluorinert ambient at $V_{gs}=-10V$. A low drain leakage current of 4.7 nA at the off-state led to a high on/off drain current ratio of approximately $5.3{\times}10^5$. These device characteristics indicate the promising potential of $Ga_2O_3$-based electrical devices for next-generation high-power device applications, such as electrical autonomous vehicles, railroads, photovoltaics, renewable energy, and industry.