Silicon 기반 Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)의 크기가 감소함에 따라 silicon자체의 물성적 한계가 나타나고 있다. 이를 극복하고자 III-V 화합물 반도체가 채널소자로서 각광받고 있다. 본 연구에서는 III-V 화합물반도체 중 $In_xGa_{1-x}As$는 Indium 조성에 따른 전자구조 및 n-type MOSFET의 소자 특성을 본다. Indium의 조성이 증가함에 따라 subband의 개수와 간격이 증가하게 되어 Density of state가 감소하게 된다. 이로 인하여 Indium의 조성이 증가함에 따라 $In_xGa_{1-x}As$ 채널 MOSFET에서 상대적으로 Fermi level을 더 많이 상승시키게 되어 potential barrier를 얇아지게 만들며 또한 에너지에 따른 전류 밀도를 넓게 분포하도록 만든다. 이로 인하여 단채널에서는 In 조성이 증가함에 따라 direct source-to-drain tunnelling current이 증가하게 된다. 이로 인하여 In 조성의 증가에 따라 subthreshold swing과 ON-state current가 저하된다.
Gallium nitride (GaN) powders were prepared by calcining a gallium(III) nitrate salt in flowing ammonia in the temperature ranging from 500 to 1050 $^{\circ}C$. The process of conversion of the salt to GaN was monitored by X-ray diffraction and $^{71}Ga$ MAS (magic-angle spinning) NMR spectroscopy. The salt decomposed to ${\gamma}-Ga_2O_3$ and then converted to GaN without ${\gamma}-{\beta}Ga_2O_3$ phase transition. It is most likely that the conversion of ${\gamma}-Ga_2O_3$ to GaN does not proceed through $Ga_2O$ but stepwise via amorphous gallium oxynitride ($GaO_xN_y$) as intermediates. The GaN nanowires and microcrystals were obtained by calcining the pellet containing a mixture of ${\gamma}-Ga_2O_3$ and carbon in flowing ammonia at 900 $^{\circ}C$ for 15 h. The growth of the nanowire might be explained by the vapor-solid (VS) mechanism in a confined reactor. Room-temperature photoluminescence spectra of as-synthesized GaN powders obtained showed the emission peak at 363 nm.
The p-n homo junction diode of the III-V ternary alloy semiconductor $In_{1-x}Ga_xP$ : S grown by the temperature gradient solution (TGS) was fabricated by Zn-diffusion, and it's characteristics was investigated. The carrier concentration of $In_{1-x}Ga_xP$ doped with sulfur, 0.5 mol %, was $1{\times}10^{17}cm^{-3}$ and the mobility was varied with the composition. In the case that the diffusion time was constant as 30 minutes. The temperature dependence of diffusion coefficient was decreased from D= $4.2{\times}10^{-5}$ exp (-1.74/$k_{B}T$) to D= $2.5{\times}10^{-5}$ exp (-3.272/$k_{B}T$) with increasing of composition $\times$ from 0.43 to 0.98. The major peak of E.L spectrum was due to D-A pair recombination and the peak intensity was increased with the increasing of input current. And the E.L intensity was decreased with the increasing temperature, and shift to the long wavelength. The luminescence efficiencies measured at $5^{\circ}C$, atmosphere temperature, was decreased from $2.6{\times}10^{-4}$% to $9.49{\times}10^{-6}$ % with increasing of composition it from 0.39, direct transition region, to 0.98, indirect transition region.
Basic 암모노써멀 방법을 사용하여 벌크 GaN 단결정을 성장시켰다. 종자 결정은 Hydride vapor phase epitaxy법으로 성장한 c면의 GaN 템플릿을 사용하고 광화제는 sodium metal, amide, azide를 사용하였다. 결정 성장 온도는 $500{\sim}600^{\circ}C$, 성장 압력은 2~3 kabr에서 실시하였다. c 축의 결정 성장 속도는 운용 압력이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. Cathodoluminescence로 측정한 평균 전위 밀도는 $1{\times}10^5/cm^2$였다. Double Crystals X-ray Diffraction로 측정한 (002)면의 반치폭은 Ga 면에 대해서는 약 270 arcsec, N 면에 대해서는 약 80 arcsec이었다.
The GaAs bulk crystals are grown by the Synthesis Solute Diffusion(SSD) method and its properties are investigated. The crystal growth rate at optimum condition is 0.28 cm/day and their temperature dependence is R(T) = 2.92 x 10S04T exp(-1.548eV/kS1BTT) [cmS02T/day.K]. Etch pits density distribution along radial direction is order of 10S04TcmS0-2T and 10S03TcmS0-2T at the edge and middle of the wafers, respectively, and it increased exponentially along vertical direction of ingot. Moreover,it is uniformly distributed as order of 10S03TcmS0-2T in radial direction of In doped GaAs. The carrier concentration and mobilities are measured to 0.34-2.1 x 10S016T cmS0-3T and 2.3-3.3x10S03T cmS02T/V.sec, respectively.
본 논문에서는 이차원 소자 시뮬레이션을 활용하여 주어진 게이트-드레인 간격에서 AlGaN/GaN-on-Si HEMT (high electron mobility transistor) 의 고항복전압 구현을 위한 게이트 전계판의 최적화 구조를 제안하였다. 게이트 전계판 구조를 도입하여 게이트 모서리의 전계를 감소시켜 항복전압을 크게 증가시킬 수 있음을 확인 하였으며, 이때 전계판의 길이와 절연막의 두께에 따라 게이트 모서리와 전계판 끝단에서 전계분포의 변화를 분석하였다. 최적화를 위하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 1 ${\mu}m$ 정도의 짧은 게이트 전계판으로도 효과적으로 게이트 모서리의 전계를 감소시킬 수 있으며 전계판의 길이가 너무 길어지면 전계판과 드레인 사이의 남은 길이가 일정 수준 이하로 감소되어 오히려 항복전압이 급격하게 감소함을 보였다. 전 계판의 길이가 1 ${\mu}m$ 일 때 최대 항복전압을 얻었으며, 게이트 전계판의 길이를 1 ${\mu}m$로 고정하고 $SiN_x$ 박막의 두께를 변화시켜본 결과 게이트 모서리와 전계판 끝단에서의 전계가 균형을 이루면서 항복전압을 최대로 할 수 있는 최적의 $SiN_x$ 박막 두께는 200~300 nm 인 것으로 나타났다.
텐덤형 태양전지는 다양한 에너지 대역을 동시에 흡수할 수 있도록 제작할 수 있어 단일접합 태양전지에 비해 높은 에너지변환효율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 GaAs를 기반으로 양자점 혹은 양자우물 구조를 이용한 고효율 텐덤형 태양전지를 설계하고, 완충층 및 활성층의 특성을 분석하였다. 분자선 단결정 성장 장비를 이용하여 GaAs 기판 위에 메타모픽 (metamorphic)성장법을 이용하여 convex, linear, concave 형태로 조성을 변화시켜 $In_xAl_1-_xAs$ 경사형 완충층을 성장한 후 그 특성을 비교하였다. 또한, 최적화된 경사형 완충층 위에 1.1 eV와 1.3 eV의 에너지 대역을 각각 흡수할 수 있는 적층 (5, 10, 15 층)된 InAs 양자점 구조 또는 InGaAs 양자우물구조를 삽입하여 p-n 접합을 성장하였다. 그리고 GaAs/AlGaAs층을 이용한 터널접합에서는 GaAs층의 두께 (20, 30, 50 nm)에 따른 터널링 효과를 평가하였다. 그 결과, 경사형 완충층을 통해 조성 변화로 인한 결함을 최소화하여 다양하게 조성 변화가 가능한 고품위의 구조를 선택적으로 성장할 수 있었으며, 적층의 양자점 구조 및 양자우물 구조를 이용해 고효율 텐덤형 태양전지의 구현 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) bare-chip을 이용하여 X-대역에서 수동로드 풀(Passive load-pull)을 수행하였다. 열로 인한 특성 변화가 최소화 된 동작 조건을 얻기 위해 드레인 바이어스 전압과 입력 RF 신호를 펄스로 인가하였다. 전자기장 시뮬레이션과 회로 시뮬레이션을 병행하여, 와이어 본딩 효과를 고려하여 드레인 경계면에서의 정확한 임피던스 정합 회로를 구현하였다. 임피던스를 변화시키기 위해 마이크로스트립 라인 스터브의 길이가 조절 가능한 회로를 설계하였다. 펄스 로드 풀 실험 결과 8.5 GHz에서 9.2 GHz 대역에서 최대 42.46 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 58.7%의 드레인 효율 특성을 얻었다.
The ion beam system of 20keV C-W (Cockroft Walton) type composed of the AuGe alloy LMIS(Liquid Metal Ion Source) has been designed and constructed. For the fabrication of the ohmic contact to the n-GaAs, the ion beam extracted from the AuGe alloy source was implanted into the n-GaAs, and it was measured by contact resistivity. The stable AuGe ion beam(2.5\ulcorner/cm\ulcorner was obtained at the extraction voltage of 14.5kV. The measurements of the contact resistivity were done by the TLM (Transmission Line Model) method and the specific contact resistivity was found to be 2.4x10**-5 \ulcornercm\ulcornerfor the implanted sample by the 1.9x10**20/cm**3 and the annealed sample at 30\ulcorner for 2 min.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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