• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권9호
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• pp.1-6
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• 2000

InGAAs/InGaAsP 다중양자우물구조에 분순물없는 vacancy 확산으로 지역 선택적인 상호 섞임 현상을 유도하고, 다중 파장 검출이 가능한 집적 광도파로형 photodetector를 제작 및 측정하였다. 다중양자우물구조는 상호섞임에 의해서 밴드갭이 크게 청색편이 하였다. 집적 광수신소자는 p-i-n 구조이며, 밴드갭이 큰 영역과 작은 영역이 광도파로를 따라 일렬이 되도록 항ㅆ다. 광도파로의 폭은 20 ${\mu}m$이며, 각 광수신소자에 길이는 250 ${\mu}m$이다. Tunable 레이저와 편광기를 이용하여, TE/TM 편광된 빛을 광수신소자에 butt-coupling 방법으로 입사하여 소자의 파장 특성을 측정하였다. 제작된 소자는 1480 nm 와 1550 nm 파장 영역을 분리, 수광할 수 있음을 보였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권2호
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• pp.131-135
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• 2005

The effect of different surface passivation films on blue or green (465-505 nm) InGaN/GaN multi-quantum well light-emitting diodes (LEDs) die were examined. $SiO_2$ or $SiN_x$ deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition, or $Sc_2O_3$ or MgO deposited by rf plasma enhanced molecular beam epitaxy all show excellent passivation qualities. The forward current-voltage (I-V) characteristics were all independent of the passivation film used, even though the MBE-deposited films have lower interface state densities ($3-5{\times}10^{12}\;eV^{-1}\;cm^{-2}$) compared to the PECVD films (${\sim}10^{12}\;eV^{-1}\;cm^{-2}$), The reverse I-V characteristics showed more variation, hut there was no systematic difference for any of the passivation films, The results suggest that simple PECVD processes are effective for providing robust surface protection for InGaN/GaN LEDs.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.669-673
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• 2003

본 연구에서는 기존의 ridge waveguide laser diode(RWG LD)보다 ridge폭에 따른 측방향 단일모드 특성이 우수하고 planar 화에 유리하며 측방향의 유효 굴절률차를 ridge 구조에 추가로 성장된 InGaAsP층의 두께로 조절이 가능한 Buried RWG LD를제작하였다. 본 연구에서는 Buried RWG LD를 CBE장치로 InGaAs/InGaAsP multiple quantum well(MQW) 에피 웨이퍼를 성장하고, LPE로 재성장하여 B-RWG LD를 제작하였다. 또한 ridge 폭을 5 $\mu\textrm{m}$와 7 $\mu\textrm{m}$로 하여 B-RWG LD를 제작하고 특성을 비교하여 보았다. 제작된 7 $\mu\textrm{m}$ B-RWG LD에서 광출력이 20㎽에 이를 때까지 고차모드 발진에 의한 kink현상이 일어나지 않았으며, 포화 광출력이 80 ㎽ 이상임을 확인하였다. 제작된 B-RWG LD가 측방향 단일모드로 동작함을 확인하기 위해 FFP을 측정한 결과, ridge 폭이 5 $\mu\textrm{m}$일 때는 2.7I$_{th}$ , ridge 폭이 7 $\mu\textrm{m}$일 때는 2.4I$_{th}$ 까지 단일모드로 동작함을 확인할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.153-153
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• 2010

Recently, to develop GaN-based light-emitting diodes (LEDs) with better performances, various approaches have been suggested by many research groups. In particular, using the patterned sapphire substrate technique has shown the improvement in both internal quantum efficiency and light extraction properties of GaN-based LEDs. In this paper, we discuss the influences of the direction of the hexagonal-structure arrays of lens-shaped patterns (HSAPs) formed on sapphire substrates on the crystal, optical, and electrical properties of InGaN/GaN multi-quantum-well (MQW) LEDs. The basic direction of the HSAPs is normal (HSAPN) with respect to the primary flat zone of a c-plane sapphire substrate. Another HSAP tilted by 30o (HSAP30) from the HSAPN structure was used to investigate the effects of the pattern direction. The full width at half maximums (FWHMs) of the double-crystal x-ray diffraction (DCXRD) spectrum for the (0002) and (1-102) planes of the HSAPN are 320.4 and 381.6 arcsecs., respectively, which are relatively narrower compared to those of the HSP30. The photoluminescence intensity for the HSAPN structure was ~1.2 times stronger than that for the HSAP30. From the electroluminescence (EL) measurements, the intensity for both structures are almost similar. In addition, the effects of the area of the individual lens pattern consisting of the hexagonal-structure arrays are discussed using the concept of the planar area fraction (PAF) defined as the following equation; PAF = [1-(patterns area/total unit areas)] For the relatively small PAF region up to 0.494, the influences of the HSAP direction on the LED characteristics were significant. However, the direction effects of the HSAP became small with increasing the PAF.

• Applied Microscopy
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• 제41권3호
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• pp.215-222
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• 2011

We discuss the experimental procedure for extracting reliable phase information from a defocus series of transmission electron microscopy (TEM) dark-field images using the transport of intensity equation (TIE). Taking InGaN/GaN multi-quantum well light-emitting diode as a model system, various factors affecting the final result of reconstructed phase such as TEM sample preparation, TEM imaging condition, image alignment, the correction of defocus values and the use of high frequency pass filter are evaluated. The obtained phase of wave function was converted to the geometric phase of the corresponding lattice planes, which was then used for the two-dimensional mapping of lattice strain following the dark-field inline holography (DIH) routine. The strain map obtained by DIH after optimized image processing is compared with that obtained by the geometric phase analysis of high resolution TEM (HRTEM) image, manifesting that DIH yields more accurate and reliable strain information than HRTEM-based GPA.

• Applied Microscopy
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• 제41권2호
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• pp.89-98
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• 2011

Atom Probe Tomography는 원자 수준의 분해능으로 원소의 위치 및 조성 정보를 3차원으로 제공해 주는 분석 장비이다. APT의 우수한 성능에도 불구하고 반도체 등, 저전도성 물질 분석에는 그 동안 적용이 어려웠다. 그러나 특정 시료 내 위치의 시편을 가공할 수 있는 FIB 시편 제조법과 laser펄스를 이용한 전계증발법의 개발로 APT의 분석 영역이 반도체에서 절연체까지 크게 확대 되고 있다. 본 논문에서는 최근에 적용되기 시작한 MOS-FET, GaN LED, Si-Nanowire 등 전자소자에서의 APT분석 응용사례에 대하여 살펴보았다.

• 한국재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-8
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• 2015

This study suggested comprehensive structural characterization methods for the commercial blue light emitting diodes(LEDs). By using the Z-contrast intensity profile of Cs-corrected high-angle annular dark field scanning transmission electron microscope(HAADF-STEM) images from a commercial lateral GaN-based blue light emitting diode, we obtained important structural information on the epilayer structure of the LED, which would have been difficult to obtain by conventional analysis. This method was simple but very powerful to obtain structural and chemical information on epi-structures in a nanometer-scale resolution. One of the examples was that we could determine whether the barrier in the multi-quantum well(MQW) was GaN or InGaN. Plan-view TEM observations were performed from the commercial blue LED to characterize the threading dislocations(TDs) and the related V-pit defects. Each TD observed in the region with the total LED epilayer structure including the MQW showed V-pit defects for almost of TDs independent of the TD types: edge-, screw-, mixed TDs. The total TD density from the region with the total LED epilayer structure including the MQW was about $3.6{\times}10^8cm^{-2}$ with a relative ratio of Edge- : Screw- :Mixed-TD portion as 80%: 7%: 13%. However, in the mesa-etched region without the MQW total TD density was about $2.5{\times}10^8cm^{-2}$ with a relative ratio of Edge- : Screw- :Mixed-TD portion of 86%: 5%: 9 %. The higher TD density in the total LED epilayer structure implied new generation of TDs mostly from the MQW region.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.463-463
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 Epi wafer공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 제거를 위하여 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만들고 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 코일에 교류전류를 흘려주면 이 코일 안 또는 근처에 있는 도전체에 와전류가 유도되어 가열되는 유도가열 방식은 가열 효율이 높아 경제적이고, 온도에 대한 신속한 응답성으로 인하여 열 손실을 줄일 수 있으며, 출력 온도 제어의 용이성 및 배출 가스 등의 오염 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유도가열방식의 induction heater를 이용하여 회전에 의한 기판의 온도 균일도 측정을 하였다. 기초 실험으로 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가하였다. 그 결과 gap이 3 mm일 때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$ 에서 불균일도 6.5 %를 얻었으며 이를 바탕으로 induction heater와 graphite susceptor의 간격이 3 mm일 때, 회전에 의한 온도 균일도를 측정을 하였다. 가열원은 induction heater (viewtong, VT-180C2)를 사용하였고, 가열된 graphite 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라(Fluke, Ti-10)을 이용하여 온도를 측정하였다. 기판을 회전하면서 표면 온도의 평균과 표준 편차를 측정한 결과 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$ 에서 가장 좋은 5.5 %의 불균일도를 확인할 수 있었고, 이를 상용화 전산 유체 역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 분석 하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권1호
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• pp.5-10
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• 2012

일반적으로 mesa 구조의 발광다이오드 제작은 MOCVD법으로 수행되고 있다. 특히 개개의 발광다이오드 칩을 식각하고 분리하기 위해서 발광다이오드는 반응성이온식각(RIE)공정과 절단(scribing) 공정을 거치게 된다. 플라즈마를 이용한 건식식각공정인 RIE 공정은 결함, 전위, 표면의 댕글링 본드 형성과 같은 몇 가지 문제점을 유발하고, 이러한 이유로 인해 소자 특성을 저하시킨다. 선택영역성장법은 사파이어 기판 위에 고품질의 GaN 에피층을 성장시키는 방법으로써 주목받고 있다. 본 논문에서는 고품질의 막을 제작하고 공정을 간소화하기 위해서 선택영역성장법을 도입하였고, 기존의 발광다이오드 특성에 영향을 주지 않는 선택영역의 크기를 규정하고자 한다. 실험에 사용된 원형의 선택성장영역의 직경크기는 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$이고, 선택성장 된 발광다이오드의 소자 특성을 얻고자 SEM, EL, I-V 측정을 시행하였다. 주된 발광파장의 위치는 직경크기 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$에서 각각 485, 480, 450, 445 nm로 측정되었다. 직경 350, 200 ${\mu}m$에서는 불규칙한 표면과 기존 발광다이오드보다 높은 저항 값을 얻을 수 있었지만, 직경 2500, 1000 ${\mu}m$에서는 평탄한 표면과 앞서 말한 350, 200 ${\mu}m$의 특성보다 우수한 전류-전압 특성을 얻을 수 있었다. 이러한 결과들로 기존 발광다이오드의 특성에 영향을 주지 않는 적당한 선택성장 직경크기는 1000 ${\mu}m$ 이상임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.115-115
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 에피웨이퍼공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 문제로 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만든다. 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현 할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 본 연구에서는 유도가열방식의 유도가열히터를 이용하여 기판과 히터의 간격에 차이에 따른 기판 균일도 측정했고, 회전에 의한 기판의 온도분포와 자기장분포의 실험적 결과를 상용화 유체역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 했다. 또한 가스의 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 가열원은 유도가열히터 (Viewtong, VT-180C2)를 사용했고, 가열된 흑연판 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라 (Fluke, Ti-10)를 이용하여 온도를 측정했다. 와전류에 의한 흑연판의 가열 현상을 누출 전계의 분포로 확인하기 위하여 Tektronix사의 A6302 probe와 TM502A amplifier를 사용했다. 흑연판 위에 1 cm2 간격으로 211곳에서 유도 전류를 측정했다. 유도전류는 벡터양이므로 $E{\theta}$를 측정했으며, 이때의 측정 방향은 흑연판의 원주방향이다. 또한 자기장에 의한 유도전류의 분포를 확인하기 위하여 KANETEC사의 TM-501을 이용하여 흑연판 중심으로부터 10 mm 간격으로 자기장을 측정 했다. 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가한 결과 gap이 3 mm일때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$에서 불균일도 6.5%를 얻었으며, 회전에 의한 온도 균일도 측정 결과는 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$에서 5.5%의 불균일도를 확인했다. 또한 CFD-ACE+를 이용한 모델링 결과 자기장의 분포는 중심이 높은 분포를 나타냄을 확인했고, 기판의 온도분포는 중심으로부터 55 mm되는 곳에서 300 W/m3로 가장 높은 분포를 나타냈다. 가스 inlet 위치를 흑연판 중심으로 수직, 수평 방향으로 흘려주었을 때의 불균일도는 각각 10.5%, 8.0%로 수평 방향으로 가스를 흘려주었을 때 2.5% 온도 균일도 향상을 확인했다.