• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.143-144
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• 2011

최근 광전자 분야에서는 미래 에너지 자원에 대한 관심과 함께 GaN 기반 발광다이오드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 InGaN/GaN 양자 우물 구조는 푸른색, 녹색 발광다이오드 구현에 있어 우수한 물질적 특성을 가지고 있다고 알려져 있다. 하지만 우수한 물질적 특성에도 불구하고 고인듐 고품위 막질 성장의 어려움으로 인해 높은 효율의 녹색 발광다이오드 구현하는 것은 여전히 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위한 대안 중에 하나인 선택 영역 박막성장법(Selective Area Growth)은 마스크 패터닝을 통해 열린 영역에서만 박막을 성장하는 방법으로써 인듐 함량을 향상 시킬 수 있는 방법으로 주목 받고 있다. 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 GaN를 성장하기 위해 그림 1의 공정을 통하여 n-GaN층 위에 SiO2 마스크를 포토리소그라피와 Reactive Ion Etching (RIE)를 이용한 건식 식각 공정을 통해 형성한 후 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) 장비를 이용하여 선택적으로 에피를 성장하였다. 성장된 마이크로 피라미드 발광다이오드 구조는 n-GaN 피라미드 구조위에 양자우물 및 p-GaN을 성장함으로써 p-GaN/MQW/n-GaN 구조를 갖는다. 이렇게 생성된 피라미드 구조의 에피를 이용하여 발광다이오드를 제작한 후 그에 대한 전기적, 광학적 특성을 측정하였다. 2인치 웨이퍼의 중심을 원점 좌표인 (0,0)으로 설정하였을 때 2인치 웨이퍼에서 좌표에 해당하는 위치에서의 Photoluminescence (PL) 측정한 결과 일반적인 구조의 발광다이오드의 경우 첨두치가 441~451nm인데 반해 피라미드 구조의 발광다이오드의 경우 첨두치가 558nm~563nm 임을 알 수 있었다. 이를 통해 피라미드 구조 발광다이오드의 경우 일반적인 구조의 발광다이오드에 비해 인듐의 함유량을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 본 논문에서는 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 마이크로 피라미드 InGaN/GaN 양자 우물 구조 구현과 광 전기적 특성에 대해 더 자세히 논의 하도록 하겠다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.148-149
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• 2012

This paper reports doping of carbon atoms in GaN layer, which based on dimethylhydrazine (DMHy) and growth temperature. It is well known that dislocations can act as non-radiative recombination center in light emitting diode (LED). Recently, many researchers have tried to reduce the dislocation density by using various techniques such as lateral epitaxial overgrowth (LEO) [1] and patterned sapphire substrate (PSS) [2], and etc. However, LEO and PSS techniques require additional complicated steps to make masks or patterns on the substrate. Some reports also showed insertion of carbon doped layer may have good effect on crystal quality of GaN layer [3]. Here we report the growth of GaN epitaxial layer by inserting carbon doped GaN layer into GaN epitaxial layer. GaN:C layer growth was performed in metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) reactor, and DMHy was used as a carbon doping source. We elucidated the role of DMHy in various GaN:C growth temperature. When growth temperature of GaN decreases, the concentration of carbon increases. Hence, we also checked the carbon concentration with DMHy depending on growth temperature. Carbon concentration of conventional GaN is $1.15{\times}1016$. Carbon concentration can be achieved up to $4.68{\times}1,018$. GaN epilayer quality measured by XRD rocking curve get better with GaN:C layer insertion. FWHM of (002) was decreased from 245 arcsec to 234 arcsec and FWHM of (102) decreased from 338 arcsec to 302 arcsec. By comparing the quality of GaN:C layer inserted GaN with conventional GaN, we confirmed that GaN:C interlayer can block dislocations.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.18 no.1
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• pp.50-55
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• 2007

Using the Selective Area Growth (SAG) technology of Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), we successfully integrated an active device and passive devices on the same substrate. In other words, we integrated a Semiconductor Optical Amplifier (SOA) as an active device and an S-bend waveguide and a Multi Mode Interference (MMI) waveguide as passive devices. The SOA is successfully integrated with passive devices on the same substrate. The Cross-Gain Modulation (XGM) characteristic of the integrated SOA and the loss of an MMI and an S-bend waveguide were measured. Measured XGM characteristics of the SOA showed an extinction ratio of 8.82 dB. The total loss of the MMI and S-bend waveguide was 18 dB.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.34.1-34.1
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• 2009

A great deal of attention has been focused on ZnO nanowires for various electronics and optoelectronics applications. in the pursuit of next generation nanodevices, it would be highly preferred if well-ordered ZnO nanowires of lower dimension could be fabricated on silicon. Before the growth of nanowires, silicon substrates were selectively etched using silicon nitride as masking layer. Vertical aligned ZnO nanowires were grown by metal organic chemical vapor deposition on patterned silicon substrate. The shape of nanostructures was greatly influenced by the micropatterned surface of the substrate. The aspect ratio, packing fraction and the number density of nanowires on top surface are around 10, 0.8 and $10^7\;per\;mm^2$, respectively, whereas the values are 20, 0.3 and $5\times10^7\;per\;mm^2$, respectively, towards the bottom of the cavity. XRD patterns suggest that the nanostructures have good crystallinity. High-resolution transmission electron microscopy confirmed the single crystalline growth of the ZnO nanowires along [0001] direction.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.43 no.11 s.294
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• pp.688-692
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• 2006

Ferroelectric lanthanides-substituted $Bi_4Ti_3O_{12}$ $(Bi_{4-x}Ln_xTi_3O_{12}, BLnT)$ thin films approximately 200 nm in thickness were deposited by metal organic chemical vapor deposition onto Pt(111)/Ti/SiO$_2$/Si(100) substrates. Many researchers reported that the lanthanides substitution for Bi in the pseudo-perovskite layer caused the distortion of TiO$_6$ octahedron in the a-b plane accompanied with a shift of the octahedron along the a-axis. In this study, the effect of lanthanides (Ln=Pr, Eu, Gd, Dy)-substitution and crystallization temperature on their ferroelectric properties of bismuth titanate $(Bi_4Ti_3O_{12}, BIT)$ thin films were investigated. As BLnT thin films were substituted to lanthanide elements (Pr, Eu, Gd, Dy) with a smaller ionic radius, the remnant polarization (2P$_r$) values had a tendency to increase and made an exception of the Eu-substituted case because $Bi_{4-x}Eu_xTi_3O_{12}$ (BET) thin films had the smaller grain sizes than the others. In this study, we confirmed that better ferroelectric properties can be expected for films composed of larger grains in bismuth layered peroskite materials. The crystallinity of the thin films was improved and the average grain size increased as the crystallization temperature,increased from 600 to 720$^{\circ}C$. Moreover, the BLnT thin film capacitor is characterized by well-saturated polarization-electric field (P-E) curves with an increase in annealing temperature. The BLnT thin films exhibited no significant degradation of switching charge for at least up to $1.0\times10^{11}$ switching cycles at a frequency of 1 MHz. From these results, we can suggest that the BLnT thin films are the suitable dielectric materials for ferroelectric random access memory applications.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.49 no.6
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• pp.631-636
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• 2012

Conventional SONOS (poly-silicon/oxide/nitride/oxide/silicon) type memory is associated with a retention issue due to the continuous demand for scaled-down devices. In this study, $Al_2O_3/Y_2O_3/SiO_2$ (AYO) multilayer structures using a high-k $Y_2O_3$ film as a charge-trapping layer were fabricated for nonvolatile memory applications. This work focused on improving the retention properties using a $Y_2O_3$ layer with different tunnel oxide thickness ranging from 3 nm to 5 nm created by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The electrical properties and reliabilities of each specimen were evaluated. The results showed that the $Y_2O_3$ with 4 nm $SiO_2$ tunnel oxide layer had the largest memory window of 1.29 V. In addition, all specimens exhibited stable endurance characteristics (program/erasecycles up to $10^4$) due to the superior charge-trapping characteristics of $Y_2O_3$. We expect that these high-k $Y_2O_3$ films can be candidates to replace $Si_3N_4$ films as the charge-trapping layer in SONOS-type flash memory devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.268-268
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• 2006

YBCO 초전도 박막을 제조하기 위해 일반적으로 사용되는 RABiTS공정을 통해 제조된 양축 정렬된 Ni 선재 위에 직접 YBCO를 증착시키려는 시도가 많이 이루어졌다. Ni 위에 직접 증착시킨 YBCO 박막은 c-축으로 정렬되는 온도에서 Ni이 확산되어 YBCO와 반응하여 초전도 물성을 약화시킨다. 이것을 방지하기 위하여 완층층을 먼저 증착을 하는 연구를 시행하였다. 본 연구는 Ni-5at.%W(100) 기판위에 hot-wall type MOCVD (metal organic chemical vapor deposition)를 이용하여 증착을 실시하였다. 완층층으로는 Ni, YBCO와 각각 4.70%, 3.32%의 lattice mismatch를 갖는 $Yb_2O_3$를 선택하였으며, 증착 조건으로는 온도 $800\;{\sim}\;1000^{\circ}C$, 시간 3 ~ 10min, 증착압력 10 Torr의 조건에서 증착을 행하였다. $Yb_2O_3$를 형성하기 위해 산소를 이용하였으나 $Yb_2O_3$(200) 형성을 방해하는 NiO(111)이 형성되었다. 산소를 대신해 수증기를 이용하여 NiO 상이 없는 $Yb_2O_3$(200)을 형성하였다. 증착 시간과 수증기 압력에 따른 $Yb_2O_3$의 $I_{(200)}/(I_{(111)}+I_{(200)})$의 상대 회절강도비를 XRD (X-ray diffraction)를 이용하였고, 증착된 표면 형상은 SEM(scanning electron microscopy)을 통해 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.129-129
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• 2010

적외선 검출소자(Infrared Photodetector)는 근적외선에서 원적외선 영역에 이르는 광범위한 파장 범위의 적외선을 이용하는 기기로서 대상물이 방사하는 적외선 영역의 에너지를 흡수하여 이를 영상화할 수 있는 장비이다. 적외선 관련 기술은 2차 세계대전 기간에 태동하였으며, 현재에는 원거리 감지기술 등과 접목되면서 그 활용 분야가 다양해지고 있다. 특히 능동형 정밀 타격무기를 비롯한 감시 정찰 장비 및 지능형 전투 장비 시스템 등에 대한 요구를 바탕으로 보다 정밀하고 신속한 표적 감지 및 정보처리 기술에 관한 연구가 선진국을 통해서 활발히 진행되고 있다. 기존의 Bolometer 형식의 열 감지 소자는 반응 속도가 느리고 측정 감도가 낮은 단점이 있으며, MCT(HgCdTe)를 이용한 적외선 검출기의 경우 높은 기계적 결함과 77K 저온에서 동작해야하기 때문에 발생하는 추가 비용 등이 문제점으로 지적되고 있다[1]. 이에 반해 화합물 반도체 자기조립 양자점(self-assembled quantum dot)을 이용한 적외선 수광소자는 양자점이 가지는 불연속적인 내부 에너지 준위로 인하여, 높은 내부 양자 효율과 온도 안정성을 기대할 수 있으며, 고성능, 고속처리, 저소비전력 및 저소음의 실현이 가능하다. 본 연구에서는 적층 InAs/InGaAs dot-in-a-well 구조를 유기금속화학기상증착법을 이용하여 성장하고 이를 소자에 응용하였다. 균일한 적층 양자점의 성장을 위해서 원자현미경(atomic force microscopy)을 이용하여, 각 층의 양자점의 크기와 밀도를 관찰하였고, photoluminescence (PL)를 이용하여 발광특성을 연구하였다. 각 층간의 GaAs space layer의 두께와 온도 조절 과정을 조절함으로써 균일한 적층 양자점 구조를 얻을 수 있었다. 이를 이용하여 양자점의 전도대 내부의 에너지 준위간 천이(intersubband transition)를 이용하는 n-type GaAs/intrinsic InAs 양자점/n-type GaAs 구조의 양자점 적외선수광소자 구조를 성장하였다. 이 과정에서 상부 n-type GaAs의 성장 온도가 600도 이상이 되는 경우 발광효율이 급격히 감소하고, 암전류가 크게 증가하는 것을 관찰하였다. 이는 InAs 양자점과 주변 GaAs 간의 열에 의한 상호 확산에 의하여 양자점의 전자 구속 효과를 저해하는 것으로 설명된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.3
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• pp.257-262
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• 1999

The selective area growth of GaN by metal organic chemical vapor deposition has been carried out on GaN/ sapphire substrate using $SiO_2$ mask. We investgated the effect of growth parameters such as flow rate of $NH_3$(500­~1300sccm) and the growth temperature(TEX>$950~1060^{\circ}C$) on the growth selectivity and characteristics of GaN using the Scanning Electron Microscopy(SEM). The selectivity of GaN improved as flow rate of NH, and growth temperature in­creased. But the grown GaN shapes on the substrate windows was independent of the flow rate of $NH_3$. On the pattern shapes such as circle, stripe, and radiational pattern(rotate the stripe pattern by $30^{\circ}, 45^{\circ}$), we observed the hexagonal pyramid, the lateral over growth on the mask layer, and the difference of the lateral growth rate depending on growth condition.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.24 no.2
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• pp.60-63
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• 2023

The AlGaN/GaN heterostructure has high electron mobility due to the two-dimensional electron gas (2-DEG) layer, and has the characteristic of high breakdown voltage at high temperature due to its wide bandgap, making it a promising candidate for high-power and high-frequency electronic devices. Despite these advantages, there are factors that affect the reliability of various device properties such as current collapse. To address this issue, this paper used metal-organic chemical vapor deposition to continuously deposit AlGaN/GaN heterostructure and SiN passivation layer. Material and electrical properties of GaN HEMTs with/without SiN cap layer were analyzed, and based on the results, low-frequency noise characteristics of GaN HEMTs were measured to analyze the conduction mechanism model and the cause of defects within the channel.