• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.252-257
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• 2000

성장 전 GaAs기판의 열에칭 온도 변화에 따른 ZnS 에피층의 특성을 최초로 조사하기 위하여 450~$660^{\circ}C$로 열에칭한 기판 위에 hot wall epitaxy법으로 ZnS 에피층을 성장하였다. ZnS 에피층의 이중결정요동곡선의 반치폭은 기판의 열에칭 온도가 50$0^{\circ}C$와 $600^{\circ}C$일 때 가장 작았다. 그러나 ZnS 에피층의 photoluminescence(PL)특성은 기판의 열에칭 온도가 $500^{\circ}C$ 보다는 $600^{\circ}C$에서 더 양호하였다. 그러므로 고품질의 ZnS 에피층을 성장하기 위한 GaAs기판의 최적 열에칭 온도는 $600^{\circ}C$임을 알았다. 이러한 결과로부터 GaAs 기판의 열에칭은 $600^{\circ}C$에서 ZnS 에피층의 결정성과 PL특성에 좋은 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권11호
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• pp.29-34
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• 2004

본 논문에서는 molecular beam epitaxy (MBE)로 성장한 AlGaN/InGaN/GaN high electron-mobility transistors (HEMTs)의 선형성과 RF dispersion 특성을 조사하였다. 전극 길이가 0.5 ㎛인 AlGaN/InGaN HEMT는 최대 전류 밀도가 730mA/mm, 최대 전달정수가 156 mS/mm인 비교적 우수한 DC 특성과 함께, 기존의 AlGaN/GaN HEMT와는 달리 높은 게이트 전압에도 완만한 전류 전달 특성을 보여 선형성이 우수함을 나타내었다. 또한 여러 다른 온도에서 측정한 펄스 전류 특성에서 소자 표면에 존재하는 트랩에 의한 전류 와해 (current collapse) 현상이 발생되지 않음을 확인하였다. 이 연구 결과는 InGaN를 채널층으로 하는 GaN HEMT의 경우 선형성이 우수하고, 고전압 RF 동작조건에서 출력저하가 발생하지 않는 고출력 소자를 제작할 수 있음을 보여준다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.150-150
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• 2003

wide bind gap과 wurtzite hexagonal structure를 가지고 있으며 청색 발광 및 청자색 레이저 특성을 보이는 III-V족 화합물반도체 GaN는 laser diodes (LD) 및 light emitting diodes (LED) 재료로 주목받고있는 주요 전자재료이다. 본 연구에서는 GaN를 chemical vapor deposition (CVD) 법을 이용하여 vapor-liquid-solid (VLS) mechanisum에 의하여 GaN나노와이어 형태로 성장시켰다. 기판은 (001)Si을 사용하였고 suputtering을 이용하여 GaN와 AlN의 double buffer layer (DBL)를 증착시켰으며 촉매로는 Ni을 사용하였다. 또한, 원료로는 고순도 Ga금속과 NH$_3$ gas를, carrier gas로는 Ar을 사용하여 GaN/AlN/(001)Si 위에 GaN 나노와이어를 성장시켰다. 성장된 GaN 나노와이어는 DBL의 두께, Ga source의 양, 튜브 안의 압력, 튜브 안의 위치 등의 제 공정변수에 따라 tangled, straight 등의 다양한 형상을 보였으며 지름은 약 30~100 nm, 길이는 수 $\mu\textrm{m}$로 관찰되었다. GaN나노와이어의 결정성, 형상 및 발광특성 등을 x-ray diffraction (XRD), photoluminesence (PL), scanning electron microscope (SEM), transmision electron microscope (TEM) 등을 이용하여 측정하였으며 제 공정변수와의 상관관계를 규명하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.11-17
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• 2000

저압 유기금속화학기상증착법을 이용하여 효율적인 청색 발광을 하는 InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs)을 성장시키고, InGaN/GaN MQWs의 광학적 및 계면 구조 특성을 고찰하였다. 보다 효율적인 청색 발광을 하는 InGaN/GaN MQWs을 성장시키기 위하여, MQWs의 성장온도 및 InGaN 우물층과 GaN 장벽층의 두께를 변화시켜 최적 조건을 확립하였다. 특히, GaN 장벽층의 두께 변화가 InGaN 우물층과 GaN 장벽층간 계면의 구조적 특성에 지대한 영향을 미침을 확인하였다. X-ray 회절분석결과와 고분해능의 투과전자현미경 사진 분석으로부터 MQW 구조의 InGaN 우물층과 GaN 장벽층간의 계면이 매우 급준함을 발견할 수 있었다. 또한, 상온 PL 스펙트럼에서 72.6meV의 매우 좁은 반치폭을 갖는 단일 피크가 463.5nm에서 확인되었다.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권4호
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• pp.33-37
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• 1992

AlGaAs/GaAs quantum well delta-doped channel FET's have been successfully fabricated using by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition(LP-MOCVD). The FET's with a gate dimension of 1.8$\mu$m $\times$ 100$\mu$m have a maximum transconductance of 190 mS/mm and a maximum current density of 425 mA/nm. The devices show extremely broad transconductances with a large voltage swing of 2.4V. The S-parameter measurements have indicated that the current gain and power gain cutoff frequencies of the device were 7 and 15 GHz, respectively. These values are among the best performance reported for GaAs based heterojunction FET's with a similar device geometry.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제4권3호
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• pp.81-85
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• 2000

The effects of $NH_3$ flow rate and reactor pressure on Al composition and the interface of AlGaN/GaN heterostructure were studied. Equilibrium partial pressure of Ga and Al over AiGaN alloy was calculated as a function of growth pressure, $NH_3$flow rate and temperature. It was found equilbrium vapor pressure of Al is significantly lower than that of Ga, thus, the alloy composition mainly controlled by Ga partial pressure. We believe that more decomposition of Ga occur at lower $NH_3$ flow rate and higher growth pressure leads to preferred Al incorporation into AlGaN. The alloy composition gradient became larger at AlGaN/GaN heterointerface at higher reactor pressures, higher Al composition and low $NH_3$ flow rate. This composition gradient lowered sheet carrier concentration and electron mobility as well. We obtained an AlGaN/GaN heterostructure with sheet carrier density of ${\sim}2{\times}10^{13}cm^{-2}$ and mobility of 1250 and 5000 $cm^2$/Vs at 300 K and 100 K, respectively.

• 한국진공학회지
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• 제7권s1호
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• pp.15-19
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• 1998

Structural and optical properties of $In_xGa_{1-X}N$ as well as $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN single quantum we11 (SQW) grown on sapphire (0001) substrate with an based GaN using rf-plasma assisted MBE have been investigated. The quality of the InXGal.,N fdm was improved as the growth temperature increased. In PL measurements at low temperatures, the band edge emission peaks of $In_xGa_{1-X}N$ was shifted to red region as an indium cell and substrate temperature increased. For $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN SQW, the optical emission energy has blue shift about 15meV in PL peak, due to the confined energy level in the well region. And, the FWHM of the $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN SQW was larger than that of the bulk Ino,la.9N films. The broadening of FWHM can be explained either as non-uniformity of Indium composition or the potential fluctuation in the well region. Photoconductivity (PC) decay measurement reveals that the optical transition lifetimes of the SQW measured gradually increased with temperatures.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.72-75
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• 2012

Strain-free AlGaN/GaN 나노선을 기판에 분산시킨 후 E-beam lithography(EBL)를 이용해 단일 나노선 자외선 센서를 제작하였다. 나노선의 구조적, 광학적 특성을 분석하기 위해 focused ion beam(FIB), photoluminescence, micro-Raman spectroscopy를 이용하여 나노선의 strain 및 형태를 조사하였다. 자외선 센서로서의 특성 여부를 확인하기 위하여 빛을 차단 한 조건과 자외선을 조사하는 조건하에서 current-voltage(I-V) 특성을 측정하였으며 각각 9.0 ${\mu}S$과 9.5 ${\mu}S$의 전기전도도(conductance)를 얻었다. 자외선 조사 조건하에서 excess carrier의 증가로 인해 전기전도도가 약 5%가 향상되었음을 알 수 있었다. 자외선을 반복적으로 조사하는 과정의 실험을 통해 우수한 포화 시간(saturation time)과 감쇠 시간(decay time)을 얻었다. 따라서 AlGaN/GaN 나노선은 자외선 센서로서 많은 가능성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.249-249
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• 1999

GaN과 같은 III-nitride 반도체 관한 식각 기술의 연구는 blue-emitting laser diode(LD)를 위한 경면(mirror facet)의 형성뿐만아니라 새로운 display 용도의 light emitting diodes (LED), 고온에서 작동되는 광전소자 제조 등에도 그 중요성이 증대되고 있다. 최근에는 III-nitride 물질의 높은 식각속도와 미려하고 수직한 식각형상을 이루기 위하여 ECR(Electron Cyclotron Resonance)이나 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 고밀도 플라즈마 식각과 CAIBE(Chemically assisted ion beam etching)를 이용한 연구가 진행되고 있다. 현재 제조되어 지고 있는 LED 및 LD와 같은 광소자의 구조의 대부분은 p-GaN/AlGaN/InGaN(Q.W)/AlGaN/n-GaN 와 같은 여러 층의 형태로 이루어져 있다. 이중 InGaN는 광소자나 전자소자의 특성에 영향을 주는 가장 중요한 부분으로써 현재까지 보고된 식각연구는 undoped GaN에 대부분 집중되고 있고 이에 비해 소자 특성에 핵심을 이루는 InGaN의 식각특성에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 고밀도 플라즈마원인 ICP 장비를 이용하여 InGaN를 식각하였고, 식각에는 Cl2/CH4, Cl2/Ar 플라즈마를 사용하였다. InGaN의 식각특성에 영향을 미치는 플라즈마의 특성을 관찰하기 위하여 quadrupole mass spectrometry(QMS)와 optical emission spectroscopy(PES)를 사용하였다. 기판 온도는 5$0^{\circ}C$, 공정 압력은 5,Torr에서 30mTorr로 변화시켰고 inductive power는 200~800watt, bias voltage는 0~-200voltage로 변화시켰으며 식각마스크로는 SiO2를 patterning 하여 사용하였다. n-GaN, p-GaN 층 이외에 광소자 제조시 필수적인 InGaN 층을 100% Cl2로 식각한 경우에 InGaN의 식각속도가 GaN에 비해 매우 낮은 식각속도를 보였다. Cl2 gas에 소량의 CH4나 Ar gas를 첨가하는 경우와 공정압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정 압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%CHF3 와 Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정압력을 15mTorr로 감소시키는 경우 InGaN과 GaNrks의 선택적인 식각이 가능하였다. InGaN의 식각속도는 Cl2/Ar 플라즈마의 이온에 의한 Cl2/CHF3(CH4) 플라즈마에서의 CHx radical 형성에 의하여 증가하는 것으로 사료되어 진다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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• pp.149-154
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• 1997

광소자 및 새로운 개념의 전력소자 응용을 위하여 Wide Bandgap 반도체에 대한 관심이 급증되고 있다. 특히 직접천이형인 GaN는 청색 발광소자 응용 및 고출력, 고주파용 전력소자 응용에 이상적인 전자물성을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 GaCl$_3$와 NH$_3$를 source gas로 하는 CVPE법을 사용하여 (0001) sapphire와 비교하였다. 기판의 증착온도 104$0^{\circ}C$에서 source gas의 III/V flow rate를 2로 분석하여 45분간 성장시킨 경우 그 증착속도는 약 40 $\mu\textrm{m}$/hr 정도였으며, 이 때 XRD을 향상시키기 위하여 증착이전에 기판의 표면에 증착온도에서 NH$_3$를 이용한 nitridation 처리를 하였으며, 그 처리시간이 3분일 때 XRD의 FWHM 특성이 가하여 조사한 결과 363 nm에서 peak가 검출되었다. 본 연구에서는 양질의 GaN 박막성장을 위한 증착조건 인자중 source gas의 flow rate가 가장 중요한 변수임을 적정 온도 범위가 75$0^{\circ}C$ 근처로 조사되었다. 실험과 모사결과의 박막 증착 최적온도의 차이는 GaN 증착시의 반응 Kinetics가 느리기 때문인 것으로 해석된다.