• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.29.1-29.1
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• 2009

Fabrication of good quality P-type GaN remained as a challenge for many years which hindered the III-V nitrides from yielding visible light emitting devices. Firstly Amano et al succeeded in obtaining P-type GaN films using Mg doping and post Low Energy Electron Beam Irradiation (LEEBI) treatment. However only few region of the P-GaN was activated by LEEBI treatment. Later Nakamura et al succeeded in producing good quality P-GaN by thermal annealing method in which the as deposited P-GaN samples were annealed in N2 ambient at temperatures above $600^{\circ}C$. The carrier concentration of N type and P-type GaN differs by one order which have a major effect in AlGaN based deep UV-LED fabrication. So increasing the P-type GaN concentration becomes necessary. In this study we have proposed a novel method of activating P-type GaN by electrochemical potentiostatic method. Hydrogen bond in the Mg-H complexes of the P-type GaN is removed by electrochemical reaction using KOH solution as an electrolyte solution. Full structure LED sample grown by MOCVD serves as anode and platinum electrode serves as cathode. Experiments are performed by varying KOH concentration, process time and applied voltage. Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) analysis is performed to determine the hydrogen concentration in the P-GaN sample activated by annealing and electrochemical method. Results suggest that the hydrogen concentration is lesser in P-GaN sample activated by electrochemical method than conventional annealing method. The output power of the LED is also enhanced for full structure samples with electrochemical activated P-GaN. Thus we propose an efficient method for P-GaN activation by electrochemical reaction. 30% improvement in light output is obtained by electrochemical activation method.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.667-671
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• 1998

이 연구에서는 HVPE법으로 $MgAl_{2}O_{4}$ 기판 위에 GaN를 서로 다른 조건에서 성장시키고, 성장된 GaN의 PL특성을 조사하였다. $MgAl_{2}O_{4}$ 기판위에 성장된 GaN는 $MgAl_{2}O_{4}$ 기판으로부터 Mg의 out-diffusion에 의한 auto-doping 효과에 의하여 불순물이 첨가된 GaN의 PL 성질을 나타내었다. Mg과 관련된 발광 강도는 GaN의 성장온도가 증가함에 따라 GaN의 표면에서 Mg의 재증발에 의하여 감소하였으며, GaN의 두께에 대하여 지수 함수적으로 감소하였다. 두 개의 무한 고체 사이에서 농도 차에 의한 확산현상을 고려하여 구한 GaN 내에서 Mg 원자의 확산계수는 D= 2$\times$$lO^{-10}\textrm{cm}^2/sec. 이었다.

• 세라미스트
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• 제10권3호
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• pp.28-33
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• 2007

The structural and optical properties of Ni-doped transparent glass-ceramics are reviewed. The quantum efficiencies of ceramics were examined to explore suitable crystalline phase for Ni-doping in glass-ceramics. Inverse spinel $LiGa_5O_8$ have the quantum efficiency of almost 100 % at room temperature. Transparent glass ceramics containing $LiGa_5O_8$ was successfully synthesized by heat treatment of $Li_2O-Ga_2-O_3-SiO_2-NiO$ glass. Most of $Ni^{2+}$ ions in glass-ceramic were incorporated into $LiGa_5O_8$ nanocrystals. The near-infrared emission covering from the O-band to L-band (1260-1625 nm) was observed from the Ni-doped $Li_2O-Ga_2O_3-SiO_2$ glass-ceramic though it was not observed from the as-cast glass. The lifetime of the emission was about $580\;{\mu}sec$ even at 300K. The emission quantum efficiency was evaluated as about 10 % that is enough high for practical usage as gain media of optical fiber amplifiers. The figure of merit (the product of the stimulated emission cross section and lifetime) was as high as that of rare-earth-doped glasses. The broad bandwidth, high quantum efficiency and high figure of merit show that transparent glass-ceramics containing $Ni^{2+}:LiGa_5O_8$ nanocrystals are promising candidates as novel ultra-broadband gain media.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권12호
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• pp.794-799
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• 2017

Ga-doped ZnO (GZO) films were deposited by an RF magnetron sputtering method on glass substrates using ZnO as a target containing 5 wt% $Ga_2O_3$ powder (for Ga doping). The structural, electrical, and optical properties of the GZO thin films were investigated as a function of the substrate temperatures. The deposition rate decreased with increasing substrate temperatures from room temperature to $350^{\circ}C$. The films showed typical orientation with the c-axis vertical to the glass substrates and the grain size increased up to a substrate temperature of $300^{\circ}C$ but decreased beyond $350^{\circ}C$. The resistivity of GZO thin films deposited at the substrate temperature of $300^{\circ}C$ was $7{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, and it showed a dependence on the carrier concentration and mobility. The optical transmittances of the films with thickness of $3,000{\AA}$ were above 80% in the visible region, regardless of the substrate temperatures.

• ETRI Journal
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• 제18권4호
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• pp.315-338
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• 1997

We extend our previous theoretical analysis of electronic and optical properties of p-type quantum well structures based on the two heavy- and light-hole system to include all the three valence bands. These theories are then used to clarify the origin of the normal incidence absorption and photo current at photon wavelengths of 2 - 3 ${\mu}m$, which was observed in addition to the absorption around 8 ${\mu}m$ by a recent experimental investigation with heavily doped p-type GaAs/AlGaAs multi-quantum well (MQW) structures. In the theoretical analysis, the Hartree and exchange-correlation many-body interactions are taken into account within one-particle local density approximation, and it is shown that normal incidence absorption occurs in two wavelength regions over the transition energy range higher than barrier height for p-type GaAs/AlGaAs superlattices with well doping of $2{\times}10^{19}\;cm^{-3}$; one region has broad absorption peaks with coefficients of about 5000 $cm^{-1}$ around 8 ${\mu}m$, and the other has two rather sharp peaks at 2.7 ${\mu}m$ and 3.4 ${\mu}m$ with 1800 $cm^{-1}$ and 1300 $cm^{-1}$, respectively. The result indicates that the theory explains the experimental observation well, as the theoretical and experimental results are in close agreement in general absorption features.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.114-114
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• 2000

III-nitride 게 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 경우 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도(>1018cm-3)의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV 이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 10-2$\Omega$cm2이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며 이에 대한 해결방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechaism을 이용하는 것이다. 이에 본 연구에서는 MOCVD로 성장된 p-GaN 박막을 Mg의 activation을 증가시키기 위해 N2 분위기에서 4분간 80$0^{\circ}C$에서 RTA로 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/ZSi/Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 $700^{\circ}C$에서 1분간 rapid thermal annealing (RTA) 처리를 했다. contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method를 이용하여 I-V 특성을 조사하였고, interface interaction을 알아보기 위해 SEM과 EDX, 그리고 XRD로 분석하였다. 또한 추가적으로 Si 계열의 compound metal인 PdSi와 PtSi에 대한 I-V 특성도 조사하여 비교하여 보았다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제10권1호
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• pp.63-73
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• 2011

Metamorphic HEMTs (MHEMTs) have emerged as excellent challenges for the design and fabrication of high-speed HEMTs for millimeter-wave applications. Some of improvements result from improved mobility and larger conduction band discontinuity in the channel, leading to more efficient modulation doping, better confinement, and better device performance compared with conventional pseudomorphic HEMTs (PHEMTs). For the optimized device design and development, we have performed the calibration on the DC characteristics of our fabricated 0.1 ${\mu}m$ ${\Gamma}$-gate MHEMT device having the modulation-doped $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}$As heterostructure on the GaAs wafer using the hydrodynamic transport model of a commercial 2D ISE-DESSIS device simulator. The well-calibrated device simulation shows very good agreement with the DC characteristic of the 0.1 ${\mu}m$ ${\Gamma}$-gate MHEMT device. We expect that our calibration result can help design over-100-GHz MHEMT devices for better device performance.

• 대한전자공학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.1-9
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• 1973

파일롯트 램프와 숫자표시를 목적으로 국내에서 처음으로 화합물반도체인 갈륨 인을 사용해서 발광다이오드를 만들었다. 이같이 만든 다이오드는 밝고 선명한 붉은 빛을 냈으며 발광하는데 필요한 순방향 바이아스 전류는 5mA 이하였다. 다이오드의 p-n 접합면은 n형 GaP 단결정 기판에 liquid phase epitaxy방법으로 성장시켰고 이때의 Ga 용액의 온도는 약 1300°K정도를 유지했다. 이렇게 하여 제조된 p-n 접합체에 wire bonding으로 ohmic contact시켜 다이오드를 제조했다. 칼륨인 발광다이오드는 매우 적은 전류로 발광되는 장점과 성장 반웅시 질소를 불순물로 doping시키면 녹색으로 발광되는 장점을 갖고 있으므로 앞으로 양산화의 전망이 매우 밝다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.11-11
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• 2007

1차원 구조체인 반도체 나노선은 앙자제한효과 (quantum confinement effect) 등을 이용하여 고밀도/고효율의 소자 개발이 기대되고 있다. GaN는 상온에서 3.4 eV의 밴드갭 에너지를 갖는 III-V 족 반도체 재료로써 박막의 경우 광전자 소자로 폭넓게 응용되고 있다. 최근 GaN 나노선의 합성에 성공하면서 발광소자, 고효율의 태양전지, HEMT 등으로의 응용을 위한 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 아직까지 GaN 나노선의 전기적 특성을 제어하는 기술은 확립되지 않고 있다. 본 연구에서는 Vapor solid (VS)법을 이용하여 GaN 나노선을 합성하였으며, GaN 분말과 함께 $Mg_2N_3$ 분말을 첨가하여 (Ga,Mg)N 나노선을 성공적으로 합성하였다. 합성시에 GaN와 Mg 소스간의 거리 변화를 통해 Mg 도핑농도를 제어하고자 하였다. 이 같은 방법으로 합 된 (Ga,Mg)N 나노선의 Mg 도핑농도에 따른 결정학적 특성을 알아보고, (Ga,Mg)N 나노선을 이용하여 소자를 제작한 후 그 전기적 특성을 살펴보고자 한다. X-ray diffraction (XRD)과 high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), EDX를 이용하여 합성된 나노선의 결정학적 특성과 Mg의 도핑 농도를 확인하였다. Photo lithography와 e-beam lithography법을 이용하여 (Ga,Mg)N 나노선 field-effect transistor (FET)를 제작하고, channel current-drain voltage ($I_{ds}-V_{ds}$) 와 channel current-gate voltage ($I_{ds}-V_g$) 측정을 통해 (Ga,Mg)N 나노선이 도핑 농도에 따라 n형에서 p형으로 전기적 특성이 변화함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권5호
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• pp.360-365
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• 1992

Ga 첨가효과 및 Sputter 제조조건이 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하기 위해 ZnO분말과 G$a_2O_3$분말을 소결하여 타겟트를 제조하여 Sputter법으로 유리기판에 Ga-doped ZnO 다결정박막을 제조하였다. RF 전력밀도, 아르곤 개스압력 및 Ga 함유량등을 최적화한 후 제조한 투명한 Ga-doped ZnO 박막의 비저항은 1$0^{-3}$ohm-cm이며, undoped 및 Ga-doped ZnO 박막의 전자농도는 각 $10^{18}$, $10^{21}$/c$m^2$이였다. 공기와 질소분위기에서 열처리를 행하였을 때 Ga-doped ZnO 박막의 비저항은 $10^{2}$ order 증가하였다. 가시광영역의 투과율은 80% 이상이였으며, Ga 함유량이 증가하면 optical band gap도 넓어졌다.