• 한국결정성장학회지
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• 제13권5호
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• pp.235-240
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• 2003

대면적 GaN 기판재료의 개발은 GaN 계열의 응용 가능성을 확대하기 위한 중요한 과제중 하나이다. 이러한 가능성을 조사하고자 본 연구에서는 seed 기판으로 MOCVD-GaN 박막과 소스 물질로서 상업용 GaN 분말을 이용하여 승화법에 의해 GaN 후막 성장을 시도하였다. 일정한 $N_2$ gas와 $NH_3$ gas 유량으로 성장실의 압력을 대기압으로 유지할 때 후막성장에 대한 승화소스물질과 seed 기판 사이의 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도, 성장시간 등의 영향들을 연구하였다. 성장된 GaN후막은 SEM 및 XRD등을 이용하여 후막성장 형태 및 구조를 관찰하였고 상온에서 PL특성측정을 통하여 후막의 광학적인 밴드갭 및 결함 등을 조사하였다. 이로부터 양호한 GaN 후막성장에 필요한 공정요소로서 소스와 seed 기판 간 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도 및 성장시간 등의 조건들을 정할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.121-121
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• 1999

Gallium nitride (GaN) semiconductor is intensively under investigation for commercialization of short wavelength light emitting devices and laser diodes. One of serious obstacles to overcome is to reduce the defect density in GaN film grown by various techniques such as MOCVD, HVPE, etc. Many research groups including SAIT are trying to improve the defect density to 106-107/cm2 from the level of 108-1010/cm2. We have investigated epitaxial growth behaviour of GaN thin and thick films under hidride vapour phase epitaxy (HVPE) condition. In this report, we present the microstructural and crystallographical characteristics of the GaN films grown on sapphire (0001) substrate which were studied by both conventional and high-resolution transmission electron microscopy (TEM). Also we present some microscopic analysis results obtained from GaN films grown by ELO(dpitzsial lateral overgrowth)-HVPE and from GaN quantum well structures grown by MOCVD. Another serious problem in growing GaN thick film by HVPE is internal micro-cracks. We also comment the origin of the micro-crack.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2001년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.106-106
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• 2001

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.241-245
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• 2000

고온에서 증발된 금속 갈륨 (Ga)을 암모니아 ($NH_3$) 기체와 직접 반응시켜 사파이어 (${\alpha}-Al_2O_3$) 기판 위에 GaN 후막을 성장하였다. 성장된 GaN는 주로 [0002] 방향으로 성장하였으나 낮은 성장온도에서는 [1011] 방향의 성장이 관찰되었으며 V-형태를 가진 매우 거친 표면을 보였다. 그러나 성장온도가 증가하면 [1010]와 [1011] 방향으로 성장이 관찰되었으며 피라미드면을 가진 육방정 결정이 성장되었다. 성장된 GaN의 두께는 온도가 증가할수록 증가하였으나, $1270^{\circ}C$의 고온에서는 열분해를 일으켜 두께가 감소하였다. 공급된 $NH_3$의 유량이 증가할수록 GaN의 결정성과 광특성은 향상되었다. X-선 회절기 (X-ray diffraction)와 광루미네센스(photoluminescence) 분석결과로 GaN 후막이 (1010) 면으로 성장되면 황색발광이 증가됨을 관찰할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.37-39
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• 1996

A hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method was performed to prepare the GaN thick-films on c-plane sapphire substrates. The full-width at half maximum of double crystal X-ray rocking curve from 350${\mu}{\textrm}{m}$ thick GaN was 576 arcsecond. The photo- luminescence spectrum measured (at room temperature) show the narrow bound exciton(I$_2$) line and weak donor-acceptor pair recombination peak, however, there was not observed deep donor-acceptor pare recombination indicate the GaN crystals prepared in this study are of high purity and high crystalline quality.

• 한국재료학회지
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• 제8권6호
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• pp.526-531
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• 1998

HVPE(hydride vapor phase epitaxy)법으로 (111) $MgAl_2O_4$기판 위에 $10~240\mu{m}$두께의 GaN를 성장하고, GaN의 두께에 따 광학적 성질을 조사하였다. $MgAl_2O_4$기판 위에 성장된 GaN의 PL 특성은 결정성장온도에서 기판으로부터 Mg이 out-diffusion하여 auto-doping 됨으로써 불순물이 첨가된 GaN의 PL 특성을 나타내었다. 10K의 온도데서 측정된 PL 스펙트럼은 자유여기자와 속박여기자의 재결합천이에 의한 피크들과 불순물과 관련된 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합 및 이의 포논 복제에 의한 발광으로 구성되었으며, 깊은 준위로부터의 발광은 나타나지 않았다. 중성 도너에 속박된 여기자 발광 에너지와 라만 $E_2$모드 주파수는 GaN의 두께가 증가함에 따라 지수 함수적으로 감소하였으며, GaN 내의 잔류 응력에 대하여 라만 E2 모드 주파수는$\Delta$$\omega$=3.93$\sigma$($cm^{-1}$/GPa)의 관계로 변화하였다.

• 한국재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.161-167
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• 2013

The ZnO thin films were grown on GaN template substrates by RF magnetron sputtering at different RF powers and n-ZnO/p-GaN heterojunction LEDs were fabricated to investigate the effect of the RF power on the characteristics of the n-ZnO/p-GaN LEDs. For the growth of the ZnO thin films, the substrate temperature was kept constant at $200^{\circ}C$ and the RF power was varied within the range of 200 to 500W at different growth times to deposit films of 100 nm thick. The electrical, optical and structural properties of ZnO thin films were investigated by ellipsometry, X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), photoluminescence (PL) and by assessing the Hall effect. The characteristics of the n-ZnO/p-GaN LEDs were evaluated by current-voltage (I-V) and electroluminescence (EL) measurements. ZnO thin films were grown with a preferred c-axis orientation along the (0002) plane. The XRD peaks shifted to low angles and the surface roughness became non-uniform with an increase in the RF power. Also, the PL emission peak was red-shifted. The carrier density and the mobility decreased with the RF power. For the n-ZnO/p-GaN LED, the forward current at 20 V decreased and the threshold voltage increased with the RF power. The EL emission peak was observed at approximately 435 nm and the luminescence intensity decreased. Consequently, the crystallinity of the ZnO thin films grown with RF sputtering powers were improved. However, excess Zn affected the structural, electrical and optical properties of the ZnO thin films when the optimal RF power was exceeded. This excess RF power will degrade the characteristics of light emitting devices.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권3호
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• pp.387-387
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• 1998

본 연구에서는 기상화학 증착법으로 성장되는 GaN 후막에 대한 열역학적 전사모사를 수행하고 이를 실험결과와 비교, 검토하였다. 열역학적계산은 화학양론적 연산방식을 이용하여 수치 해석하였으며, 모사의 변수로써 온도범위는 400∼1500K, 기상비율은 $(GaCl_3)/[GaCl_3+NH_3],(N_2)/(GaCl_3+NH_3)$를 취하였다. GaN의 성장온도 범위는 이론적인 계산이 실험결과보다 훨씬 낮은 450∼750K으로 예측되었다. 성장온도에서 모사결과와 실험결과와의 차이는 GaN의 기상 에픽텍시 성장이 박막성장의 높은 활성화 에너지 때문에 반응속도론적으로 국한된 영역 내에서 발생한다는 것을 나타낸다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권3호
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• pp.388-395
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• 1998

본 연구에서는 기상화학 증착법으로 성장되는 GaN 후막에 대한 열역학적 전사모사를 수행하고 이를 실험결과와 비교, 검토하였다. 열역학적계산은 화학양론적 연산방식을 이용하여 수치 해석하였으며, 모사의 변수로써 온도범위는 400~1500K, 기상비율은 $(GaCl_3)/[GaCl_3+NH_3],(N_2)/(GaCl_3+NH_3)$를 취하였다. GaN의 성장온도 범위는 이론적인 계산이 실험결과보다 훨씬 낮은 450~750K으로 예측되었다. 성장온도에서 모사결과와 실험결과와의 차이는 GaN의 기상 에픽텍시 성장이 박막성장의 높은 활성화 에너지 때문에 반응속도론적으로 국한된 영역 내에서 발생한다는 것을 나타낸다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1910-1912
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• 1999

This paper was described electrical characteristics of Metal/GaN contact for application of GaN thin films. The lowest contact resistivity was $1.7\times10^{-7}[\Omega-cm^2]$ at Ti/Al Structure. Mean while, GaN MESFETs have been fabricated with a 250 nm thick channel on a high resistivity GaN layer grown by GAIVBE system. For a gate-source diode reverse bias of 35 V, the gate leakage current was $120{\mu}A$. From the data, we estimate the transconductance for our GaN MESFET to be 25 mS/mm.