• Applied Science and Convergence Technology
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• 제27권5호
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• pp.95-99
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• 2018

We discuss the structural and optical characteristics of GaN nanowires (NWs) grown on Si(111) substrates by a plasma-assisted molecular-beam epitaxy. The GaN NWs with high crystal quality were formed by adopting a new growth approach, so called Ga pre-deposition (GaPD) method. In the GaPD, only Ga was supplied without nitrogen flux on a SiN/Si surface, resulting in the formation of Ga droplets. The Ga droplets were used as initial nucleation sites for the growth of GaN NWs. The GaN NWs with the average heights of 60.10 to 214.62 nm obtained by increasing growth time. The hexagonal-shaped top surfaces and facets were observed from the field-emission electron microscope images of GaN NWs, indicating that the NWs have the wurtzite (WZ) crystal structure. Strong peaks of GaN (0002) corresponding to WZ structures were also observed from double crystal x-ray diffraction rocking curves of the NW samples. At room temperature, free-exciton emissions were observed from GaN NWs with narrow linewidth broadenings, indicating to the formation of high-quality NWs.

• 한국재료학회지
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• 제34권2호
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• pp.111-115
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• 2024

Silicon carbide (SiC) has emerged as a promising material for next-generation power semiconductor materials, due to its high thermal conductivity and high critical electric field (~3 MV/cm) with a wide bandgap of 3.3 eV. This permits SiC devices to operate at lower on-resistance and higher breakdown voltage. However, to improve device performance, advanced research is still needed to reduce point defects in the SiC epitaxial layer. This work investigated the electrical characteristics and defect properties using DLTS analysis. Four deep level defects generated by the implantation process and during epitaxial layer growth were detected. Trap parameters such as energy level, capture-cross section, trap density were obtained from an Arrhenius plot. To investigate the impact of defects on the device, a 2D TCAD simulation was conducted using the same device structure, and the extracted defect parameters were added to confirm electrical characteristics. The degradation of device performance such as an increase in on-resistance by adding trap parameters was confirmed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.327.1-327.1
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• 2014

Nitrides-on-silicon structures are considered to be an excellent candidate for unique design architectures and creating devices for high-power applications. Therefore, a lot of effort has been concentrating on growing high-quality III-nitrides on Si substrates, mostly Si(111) and Si(001) substrates. However, there are several fundamental problems in the growth of nitride compound semiconductors on silicon. First, the large difference in lattice constants and thermal expansion coefficients will lead to misfit dislocation and stress in the epitaxial films. Second, the growth of polar compounds on a non-polar substrate can lead to antiphase domains or other defective structures. Even though the lattice mismatches are reached to 16.9 % to GaN and 19 % to AlN and a number of dislocations are originated, Si(111) has been selected as the substrate for the epitaxial growth of nitrides because it is always favored due to its three-fold symmetry at the surface, which gives a good rotational matching for the six-fold symmetry of the wurtzite structure of nitrides. Also, Si(001) has been used for the growth of nitrides due to a possible integration of nitride devices with silicon technology despite a four-fold symmetry and a surface reconstruction. Moreover, Si(110), one of surface orientations used in the silicon technology, begins to attract attention as a substrate for the epitaxial growth of nitrides due to an interesting interface structure. In this system, the close lattice match along the [-1100]AlN/[001]Si direction promotes the faster growth along a particular crystal orientation. However, there are insufficient until now on the studies for the growth of nitride compound semiconductors on Si(110) substrate from a microstructural point of view. In this work, the microstructural properties of nitride thin layers grown on Si(110) have been characterized using various TEM techniques. The main purpose of this study was to understand the atomic structure and the strain behavior of III-nitrides grown on Si(110) substrate by molecular beam epitaxy (MBE). Insight gained at the microscopic level regarding how thin layer grows at the interface is essential for the growth of high quality thin films for various applications.

• 한국재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.413-418
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• 2001

황산구리 전해욕에 분산제인 콜리이달 실리카($SiO_2$현탁액)를 첨가시키는 분산도금의 방법을 이용하여 음극에 석출하는 전해 석출물의 결정구조, 표면형상, 결정방향 등의 변화를 검토하였고 내식성, 물리적 특성 또한 조사하였다. 콜로이달 실리카를 분산시킨 구리 전해욕의 석출피막의 특성에 대해서 조사한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 전해 석출피막의 결정입자가 미세화 되고, 균일하게 성장됨은 물론, 결정 수가 증가하였으며, 콜로이달 실리카의 분산 효과에 의해서 전해 석출피막의 경도가 대략 16%까지 상승하였다. 또한 콜로이달 실리카를 분산시킨 극리 전착층의 X-선 회절패턴이 (111)면, (200)면과 (311)면이 거의 소멸되어 우선 방위가 (111)에서 (110)면으로 변화되었다. 부식전위의 측면에서도 콜로이달 실리카의 흡착 효과에 의해서 구리 전착층의 전위가 귀하게 이동하는 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제5권3호
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• pp.199-205
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• 1996

InGaAs 박막의 facet 성장을 연구하기 위하여 triethygallium(TEGa), trimethylindium (TMIn)과 사전 열분해하지 않은 monoethylarsine (MEAs)을 사용하여 chemical beam epitaxy (CBE) 법으로 InGaAs 박막을 선택적으로 성장시켰다. 성장 온도와 패턴의 방향에 따라 facet 형성이 매우 다르게 나타났다. 마스크를 [11] 방향으로 제작한 기판에서는 facet의 면이 (311), (377)과 (11)의 여러 면이 형성되었으나 성장 온도가 올라감에 따라 (311)한 면으로 발전하였다. 또한 마스크를 [011]방향으로 하였을 때는, 성장 온도가 증가함에 따라 facet은 (11)h가 (111)면에서 (111)면으로 변하였다. 이러한 결과들은 측면에서 원료가스의 표면 이동 거리가 성장 온도에 따라서 변화하는 차이에 기인하는 것으로 믿어진다. U자 형태를 가지는 (100)의 윗면은 간단한 dangling bond 모형으로 설명할수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.12-14
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• 2005

Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition(ICP-CVD)를 이용하여 공정온도 $150^{\circ}C$에서 Nanocrystalline silicon (nc-Si) 박막을 증착하였다. 실험에서 헬륨(He)가스, 수소($H_2$)가스 그리고 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 혼합가스로 희석한 사일렌($SiH_4$)을 반응가스로 이용하였다. 이 혼합가스는 3sccm의 사일렌($SiH_4$)에 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 주입율을 20sccm에서부터 60sccm까지 변화시켜 조건을 달리하여 사용했다. 증착한 Nc-Si 박막을 X-ray diffraction (XRD)으로 분석하여 각각의 조건에 대한 Nc-Si 박막의 속성을 연구하였다. 헬륨(He) 또는 수소($H_2$) 혼합가스의 주입율이 커지면서 <111>과 <222>의 최고점(peak)이 더 높아졌으며 결정화 되지 않고 비결정질로 남아 있는 성장층(incubation layer)이 얇아졌다. 이 결과는 nc-Si를 증착할 때 사용한 수소($H_2$) 플라즈마와 헬륨(He) 플라즈마의 효과로 설명할 수 있다. 실험을 통해 ICP-CVD로 증착한 nc-Si 박막을 박막 전계효과트랜지스터 (TFT)에서 우수한 특성의 전자수송층(active layer)으로 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.52.2-52.2
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• 2009

Si 박막형 solar cell은 Si 결정형 solar cell대비 cost 및 대면적화 측면에서 장점을 가지고 있다. 그러나 amorphous Si의 경우 light soacking에 의한 열화 문제가 있고, microcrystalline Si의 경우 요구되는 효율 확보를 위하여 $1.5{\mu}m$ 이상 두께가 필요하며, 증착율이 $5{\AA}/sec$.이하인 단점이 있다. 본 연구에서는 high deposition rate로 microcrystalline Si를 증착하기 위하여 high frequency, high power PECVD를 이용하였으며, RF power, 증착온도, H2/SiH4 ratio의 3인자를 3수준으로 변화시킨 완전요인배치 실험을 실시하였다. 실험결과 증착율은 $8.0{\AA}/sec.{\sim}52.8{\AA}/sec$ 범위, crystalline fraction은 0%~83.3% 범위의 결과를 얻었으며, 결정이 형성된 조건에서는 XRD분석결과 $2\theta=28.5$ 및 47.5에서 Si (111), (220) peak을 확인할 수 있었다. Surface Profilometer 를 이용한 surface roughness의 경우 $6.3{\AA}\sim32.4{\AA}$ 범위의 결과를 얻었으며, crystalline Portion이 높을수록 surface roughness가 증가함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제4권S2호
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• pp.64-68
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• 1995

Silicon films were deposited at $430^{\circ}C$ by remote plasma chemical vapor deposition(RPECVD) with a gas mixture of $Si_2H_6/SiF_4/H_2$. The silicon films deposited without and with $SiF_4$ were characterized using atomic force microscopy(AFM), transmission electron microscopy(TEM) and X-ray diffraction(XRD). Both silicon films have the same rugged surface morphology, but, the silicon film deposited with $SiF_4$ exhibits more rugged. The silicon film deposited without $SiF_4$ is amorphous, whereas the silicon film deposited with $SiF_4$ is polycrystalline with very small needle-like grains which are perpendicular to the substrate and uniformly distributed in the thickness of the film. The silicon film deposited with $SiF_4$ was found to have a preferred orientation along the growth direction with the<110> of the film parallel to the <111> of the substrate. The effect of $SiF_4$ during RPECVD was discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2001년도 창립10주년 제20회 학술발표회
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• pp.101-101
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• 2001

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2001년도 창립10주년 제20회 학술발표회
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• pp.182-182
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• 2001