• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.170-170
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• 2010

a-plane 혹은 m-plane면을 사용하는 무분극 GaN LED는 c축 방향으로 발생하는 분극의 영향을 받지 않기 때문에 분극 GaN LED에 비해 높은 내부 양자효율을 가진다. 또한 무분극 GaN는 상대적으로 고농도의 p-type 도핑이 가능하기 때문에 광효율을 높일 수 있다. 하지만 이와 같은 장점에도 불구하고 무분극 GaN는 성장모드의 비대칭으로 인해 높은 결정성과 mirror-like한 표면을 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 Metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD) 장비를 사용하여 r-plane 사파이어 기판위에 a-plane GaN을 성장시켰다. 일반적으로 사용하는 저온에서의 nucleation layer 성장 대신 $1050^{\circ}$의 고온에서 성장 시킨후 일반적으로 사용하는 two-step 성장방법으로 그위에 5.5um정도의 GaN을 성장시켰다. 성장시 Trimethylgallium(TMGa)와 암모니아를 각각 Ga과 N 소스로 이용하였고 캐리어 가스는 수소를 사용하였다. 비대칭 결정성을 줄이기 위해 3D island growth mode에서의 성장조건을 바꾸어 c축과 m축 방향으로의 X-ray 결정성(FWHM) 차이가 564 arcsec에서 206 arcsec로 변화 시켰다. Normarski 현미경으로 표면을 관찰한 결과 v-defect이 없고 a-plane GaN에서 볼 수 있는 전형적인 줄무늬 패턴을 가지는 표면을 얻었으며 광학적 특성을 보기 위해 Photoluminescence (PL)을 측정하였다.

• Resources Recycling
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• v.23 no.1
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• pp.25-32
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• 2014

The purpose of this research is to develop a process and a system to collect, purify and reuse the residual quantity of trimethylgallium, used as a raw material, upon GaN epitaxial growth for LED from a metal organic chemical vapor deposition(MOCVD) equipment. This research reviews whether TMGa collected from the process can be used through a chemical and structural characteristics evaluation. As a result of analyzing the purity using ICP-MS and ICP-AES, 7N high purity (99.99999%) of TMGa was obtained. According to checking the structural change of TMGa through NMR analysis, TMGa having pure $(CH_3)_3Ga$ structure was obtained without structural change. For reliability review of the collected TMGa, u-GaN was deposited using the MOCVD process and an structural, optical and electrical characteristics evaluation was conducted. As a result, it was found out that the reuse was possible.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.109-109
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• 1998

최근 들어 MOCVD 법으로 성장시킨 GaN, InGaN, AIGaN를 이용한 광소자 ( (LED, LD)와 전자소자(FET, MODFET)에 대한 관심이 고조되면서, MOCVD 법 을 이용한 GaN 중심의 질화물 반도체 성장에 관심이 집중되고 있다. 금번 실험에 사용된 MOCVD 장비는 수직형 MOCVD 장비이다. 특히, wafer c carner를 1$\alpha$)() rpm이상의 고속으로 회전시킬 수 있는 장치로서 원료 가스의 반웅 기 내에서의 흐름을 균일하게 하여 uniformity가 높은 질화물 반도체를 성장시킬 수 있다 .. GaN 에피충은 c-plane 사파이어를 기판으로 하여 11 00 "C 이상의 고온 에서 수소를 이용하여 기판을 cleaning하고, 500 "C 부근에서 핵생성충올 성장시 킨 후 1050 "C에서 trimethylgallium(TMGa)과 NI-h를 이용하여 성장시켰다. n n -GaN를 성장시키기 위해서는 SiH4을 사용하였으며, InGaN의 경우는 t trimethylindium(TMIn)을 In원 료 가스로 하여 635 - 725 "C 범 위 에 서 성 장시 켰 다. 성 장된 undoped GaN, n-GaN, InGaN는 X -ray di잔raction(XRD), H떠l m measurement, Photoluminescence(PU동올 이용하여 결정성과 전기적 및 광학적 특성올 고찰하였다 .. 2ttm 두께로 성장된 undoped G값V박막의 경우 Hall 측정결과 6 6 X lOI6/e며 정도의 낮은 도핑 농도를 보였으며, V!lII ratio(2500 - 5000)증가에 따라 결정성이 향상됨을 GaN (102)면의 X -ray e -rocking분석올 통하여 확인하 였다 .. n-GaN의 경우 SiH4양올 3 - 13 sccm으로 증가시킴에 따라 n -type 도명농 도가 선형적으로 증가하였고, 1017/c며 범위 내로 도평이 된 경우 상온에서 300 e마 N Ns 이상의 high mobility를 얻올 수 있었다 .. PL 관측 결과로부터 Si 도핑으로 인 하여 GaN bandedge emission이 강화됨을 알 수 있었다 .. InGaN 박막의 경우 성 장온도를 낮춤에 따라서 m의 양을 증가시킬 수 있었다. 또한 유량비(TMIn I T TMGa)가 1에 가까운 경 우에서도 온도를 635 "C 정도로 낮훈 경우 410 nm정도에 서 PL bandedge peak올 얻을 수 있었으며, 이 때의 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다. 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.111-111
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• 2000

최근 질화물 반도체를 이용한 단파장 laser diode (LD)와 ultraviolet light emitting diode (LED)에 관한 관심의 증가로 인하여 AlGaN의 성장에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법을 이용한 AlGaN 성장에 있어서는 Al의 전구체로 널리 사용되고 있는 trimethylaluminum (TMAl)과 암모니아와의 기상에서의 adduct 형성을 억제하기 위하여 주로 저압에서 성장을 하거나 원료 가스의 유속을 증가시키는 방법으로 연구가 되고 있다. 또한, AlN의 경우 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN 성장 시보다 높은 온도에서 성장이 이루어지고 있다. MOCND법을 이용하여 AlGaN를 성장시키는 대부분의 연구들은 100$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 성장 온도가 AlGaN특성에 미치는 영향에 대한 것으로 국한되고 있다. 그러나, InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) 구조의 LD나 LED를 성장시키는 경우 In의 desorption을 억제하기 위하여 MQWs층 위에 저온에서 AlGaN를 성장하는 데 있어서 AlGaN의 성장 온도를 500-102$0^{\circ}C$로 변화시키면서 AlGaN의 성장거동을 고찰하였다. GaN는 사파이어 기판을 수소분위기하에서 고온에서 가열한 후 저온에서 GaN를 이용한 핵생성층을 성장하고 102$0^{\circ}C$의 고온에서 1.2$\mu\textrm{m}$정도의 두께로 성장하였다. AlGaN는 고온에서 성장된 GaN 위에 200Torr의 성장기 압력 하에서 trimethylgallium (TMGa)과 TMAl의 유속을 각각 70 $\mu$mol/min 으로 고정한 후 성장온도만을 변화시키며 증착하였다. 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 표면거칠기가 증가하고, 결함과 관련된 포토루미네슨스가 현저히 증가하는 것이 관찰되었다. 그러나, 성장온도가 50$0^{\circ}C$정도로 낮아진 경우에 있어서는 표면 거칠기가 다시 감소하는 것이 관찰되었다. 이러한 현상은 저온에서 표면흡착원자의 거동에 제한이 따르기 때문으로 생각되어진다. 또한, 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 성장을 저해하기 때문으로 판단된다. 성장 온도 변화에 따라 성장된 V의 구조적 특성 및 표면 거칠기 변화를 관찰하여 AlGaN의 성장 거동을 논의하겠다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.1 no.2
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• pp.99-104
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• 1990

The hetero-epitaxial growth of AmB v type onto-electronic material is attempted by means of the laser-induced chemical vapour deposition technique. The bimolecular gas phase reaction of trimethylgallium with ammonia on (001) alumina substrate for the epitaxy of gallium nitride is chosen as a model system. In this study, ArF exciter laser (193nm) is employed as a photon source. Marked difference is found in nucleation and in subsequent crystal incorporation between the doposits formed with and without the laser-irradiation. The surface coverage with isomorphically grown drystallites is pronounced upon "volume-excited" irradiation in comparison with the conventional thermal process. As to the crystal structure of the grown layers, the laser-induced deposits of GaN may be represented by either of the following two models: (001) plane of sapphire //y (001) plane of wurtzite-type GaN, OR (001) plane of sapphire//(001) plane of wurtzite-type-GaN (111) plane of twinned zinc blende-type GaN.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.232-232
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• 2010

Recently light emitting diodes (LEDs) have been expected as the new generation light sources because of their advantages such as small size, long lifetime and energy-saving. GaN, as a wide band gap material, is widely used as a material of LEDs and GaN nanorods are the one of the most widely investigated nanostructure which has advantages for the light extraction of LEDs and increasing the active area by making the cylindrical core-shell structure. Lately GaN nanorods are fabricated by various techniques, such as selective area growth, vapor-liquid-solid (VLS) technique. But these techniques have some disadvantages. Selective area growth technique is too complicated and expensive to grow the rods. And in the case of VLS technique, GaN nanorods are not vertically aligned well and the metal catalyst may act as the impurity. So we just tried to grow the GaN nanorods on Si substrate without catalyst to get the vertically well aligned nanorods without impurity. First we deposited the AlN buffer layer on Si substrate which shows more vertical growth mode than sapphire substrate. After the buffer growth, we flew trimethylgallium (TMGa) as the III group source and ammonia as the V group source. And during the GaN growth, we kept the ammonia flow stable and periodically changed the flow rate of TMGa to change the growth mode of the nanorods. Finally, as the optimization, we changed the various growth conditions such as the growth temperature, the working pressure, V/III ratio and the doping level. And we are still in the process to reduce the diameter of the nanorods and to extend the length of the nanorods simultaneously. In this study, we focused on the shape changing of GaN nanorods with different growth conditions. So we confirmed the shape of the nanorods by scanning electron microscope (SEM) and carried out the Photoluminescence (PL) measurement and x-ray diffraction (XRD) to examine the crystal quality difference between samples. Detailed results will be discussed.