• 제목/요약/키워드: $Ga_2O_3$ Substrate

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Al/$BaTa_2O_6$/GaN MIS 구조의 특성 (Characteristics of Al/$BaTa_2O_6$/GaN MIS structure)

  • 김동식
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제43권2호
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    • pp.7-10
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    • 2006
  • 일반적인 산화 절연 게이트 대신 $BaTa_2O_6$를 사용한 GaN metal-insulator-semiconductor(MIS) 구조를 제작하였다. $Al_2O_3$(0001) 기판 위에서와 GaAs(001) 기판 위에서의 GaN 막의 누설 전류는 각각 $10^{-12}-10^{-13}A/cm^2$$10^{-6}-10^{-7}A/cm^2$로 측정되었다. 이 막의 누설전류는 각각 $Al_2O_3$(0001) 기판 위의 GaN인 경우는 45 MV/cm가 넘는 공간전하 제한전류에 의하여, GaAs(001) 기판 위의 GaN인 경우는 Poole-Frenkel 방출에 따른다는 것을 확인하였다.

원뿔 형태의 patterned sapphire substrate 위에 성장한 α-Ga2O3의 특성분석 (Characterization of alpha-Ga2O3 epilayers grown on cone-shape patterned sapphire substrate by halide vapor phase epitaxy)

  • 손호기;최예지;이영진;김진호;김선욱;라용호;임태영;황종희;전대우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.173-178
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    • 2019
  • 본 연구에서는 halide vapor phase epitaxy 성장법을 이용하여 원뿔 형태의 패턴이 주기적으로 형성된 patterned sapphire substrate(PSS) 위에 ${\alpha}-Ga_2O_3$를 성장하고 그 특성에 변화에 대해 분석하였다. PSS의 패턴의 유무에 따른 영향을 알아보기 위해 c-plane 사파이어 기판과 원뿔의 크기가 다른 두 개의 PSS 위에 ${\alpha}-Ga_2O_3$를 성장하여 비교 분석하였다. 또한 PSS 위에 성장된 ${\alpha}-Ga_2O_3$의 성장과정을 알아보기 위해 점차 성장 시간을 증가해가며 관찰하였고 성장 온도를 $470-550^{\circ}C$까지 변화해가며 성장하였다. 이를 통해 원뿔 형태의 패턴이 형성된 PSS 위에서의 최적 성장 조건과 그 성장 mechanism에 대해 분석이 가능하였고 그 결과로 성장과정에서 발생하는 수평 성장에 의해 ${\alpha}-Ga_2O_3$의 비대칭면인 (10-14) 반치폭 값을 크게 감소시킬 수 있었다.

다양한 기판위에 성장한 1차원 ZnO 나노막대의 특성평가 및 미세구조 분석 (Microstructural analysis and characterization of 1-D ZnO nanorods grown on various substrates)

  • 공보현;김동찬;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.116-117
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    • 2006
  • I-D ZnO nanostructures were fabricated by thermal evaporation method on Si(100), GaN and $Al_2O_3$ substrates without a catalyst at the reaction temperature of $700^{\circ}C$. Only pure Zn powder was used as a source material and Ar was used as a carrier gas. The shape and growth direction of synthesized ZnO nanostructures is determined by the crystal structure and the lattice mismatch between ZnO and substrates. The ZnO nanostructure on Si substrate were inclined regardless of their substrate orientation. The origin of ZnO/Si interface is highly lattice-mismatched and the surface of the Si substrate inevitably has the $SiO_2$ layer. The ZnO nanostructure on the $Al_2O_3$ substrate was synthesized into the rod shape and grown into particular direction. For the GaN substrate, however, ZnO nanostructure with the honeycomb-like shape was vertically grown, owing to the similar lattice parameter with GaN substrate.

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$MgAl_2O_4$ 기판위에 HVPE법으로 성장된 후막 GaN의 광학적 특성 (Optical Properties of HVPE Grown Thick-film GaN on $MgAl_2O_4$ Substrate)

  • 이영주;김선태
    • 한국재료학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.526-531
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    • 1998
  • HVPE(hydride vapor phase epitaxy)법으로 (111) $MgAl_2O_4$기판 위에 $10~240\mu{m}$두께의 GaN를 성장하고, GaN의 두께에 따 광학적 성질을 조사하였다. $MgAl_2O_4$기판 위에 성장된 GaN의 PL 특성은 결정성장온도에서 기판으로부터 Mg이 out-diffusion하여 auto-doping 됨으로써 불순물이 첨가된 GaN의 PL 특성을 나타내었다. 10K의 온도데서 측정된 PL 스펙트럼은 자유여기자와 속박여기자의 재결합천이에 의한 피크들과 불순물과 관련된 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합 및 이의 포논 복제에 의한 발광으로 구성되었으며, 깊은 준위로부터의 발광은 나타나지 않았다. 중성 도너에 속박된 여기자 발광 에너지와 라만 $E_2$모드 주파수는 GaN의 두께가 증가함에 따라 지수 함수적으로 감소하였으며, GaN 내의 잔류 응력에 대하여 라만 E2 모드 주파수는$\Delta$$\omega$=3.93$\sigma$($cm^{-1}$/GPa)의 관계로 변화하였다.

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기판 온도에 따른 ZnO:Ga 박막의 특성 (Study on the Properties of ZnO:Ga Thin Films with Substrate Temperatures)

  • 김정규;박기철
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권12호
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    • pp.794-799
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    • 2017
  • Ga-doped ZnO (GZO) films were deposited by an RF magnetron sputtering method on glass substrates using ZnO as a target containing 5 wt% $Ga_2O_3$ powder (for Ga doping). The structural, electrical, and optical properties of the GZO thin films were investigated as a function of the substrate temperatures. The deposition rate decreased with increasing substrate temperatures from room temperature to $350^{\circ}C$. The films showed typical orientation with the c-axis vertical to the glass substrates and the grain size increased up to a substrate temperature of $300^{\circ}C$ but decreased beyond $350^{\circ}C$. The resistivity of GZO thin films deposited at the substrate temperature of $300^{\circ}C$ was $7{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, and it showed a dependence on the carrier concentration and mobility. The optical transmittances of the films with thickness of $3,000{\AA}$ were above 80% in the visible region, regardless of the substrate temperatures.

DC 마그네트론 스터링법을 이용하여 증착한 Ga, Al, In 첨가 ZnO 박막의 특성 (Characterization of Ga, Al or In Doped ZnO Films Deposited by DC Magnetron Sputtering)

  • 박상은;박세훈;;송풍근
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.142-146
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    • 2008
  • Trivalent ions(Ga, Al, In) doped ZnO films were deposited by DC magnetron sputtering on non-alkali glass substrate at substrate temperature of $300^{\circ}C$. We used the different three types of high density($95%{\sim}$) ceramic sintered disks(doped with $Ga_2O_3$; 6.65 wt%, $Al_2O_3$; 3.0 wt%, $In_2O_3$; 9.54 wt%). This study examined the effect of different dopants(Ga, Al, In) on the electrical, structural, and optical properties of the films. The lowest resistivity of $5.14{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ and the highest optical band gap of 3.74 eV were obtained by Ga doped ZnO(GZO) film. All the films had a preferred orientation along the(002) direction, indicating that the growth orientation has a c-axis perpendicular to the substrate surface. The average transmittance of the films was more than 85% in the visible range.

전력 반도체 응용을 위한 HVPE법에 의한 Ga2O3 에피성장에 관한 연구 (Ga2O3 Epi Growth by HVPE for Application of Power Semiconductors)

  • 강이구
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.427-431
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    • 2018
  • 본 논문에서는 최근 전력반도체 산업에서 활용되어지는 와이드밴드갭 반도체 중에 하나인 $Ga_2O_3$를 이용한 에피웨이퍼 성장에 관련되어 서술하였다. GaN 성장시 활용되어지는 HVPE법을 이용하여 Sn이 도핑된 $Ga_2O_3$ 기판웨이퍼에 평균 $5.3{\mu}m$ 두께로 성장시켰다. 일반적으로 화합물반도체의 에피 두께가 $5{\mu}m$일 경우 SiC의 경우 600V 전력반도체소자를 제작할 수 있으며, $Ga_2O_3$ 에피웨이퍼의 경우에는 1000V이상의 전력소자를 제작할 수 있다. 성장된 에피웨이퍼의 J-V 측정 결과 $2.9-7.7m{\Omega}{\cdot}cm^2$의 온저항을 얻을 수 있었으며, 역방향의 경우 상당히 높은 전압에서도 누설전류가 거의 없음을 알 수 있었다.

DC 마그네트론 Co-sputtering 시스템을 이용하여 증착한 GAZO 박막의 전기적 및 구조적 특성 (Electrical and Structural Properties of GAZO Films Deposited by DC Magnetron Co-sputtering System with Two Cathodes)

  • ;박세훈;송풍근
    • 한국표면공학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.122-127
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    • 2009
  • Ga/Al doped ZnO (GAZO) thin films were prepared on non-alkali glass substrate by co-sputtering system using two DC cathodes equipped with AZO ($Al_2O_3$:2.0 wt%) target and GZO ($Ga_2O_3$:6.65 wt%) target. This study examined the influence of Al/Ga concentration and substrate temperature on the electrical, structural and optical properties of GAZO films. The lowest resistivity $1.95{\times}10^{-3}{\Omega}cm$ was obtained at room temperature. With increasing substrate temperature, resistivity of GAZO film decreased to a minimum value of $7.47{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ at below $300^{\circ}C$. Furthermore, when 0.05% $H_2$ gas was introduced, resistivity of GAZO film decreased to $6.69{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. All the films had a preferred orientation along the (002) direction, indicating that the deposited films have hexagonal wurtzite structure formed by the textured growth along the c-axis. The average transmittance of the films was more than 85% in the visible light range.

대향 타겟식 스퍼터링 방법에 의해 성막된 Ga-doped ZnO 박막의 전기 광학적 성질 (The Electrical and Optical Properties of Ga-doped ZnO Films Prepared by Using Facing Target Sputtering System)

  • 최명규;배강;서성보;김동영;김화민
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.385-390
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    • 2013
  • $(Ga_2O_3)_x(ZnO)_{100-x}$ (GZO) films were prepared at room temperature by using a facing target sputtering (FTS) system and their electrical resistivites was investigated as a function of the $Ga_2O_3$ content. The GZO film with an atomic ratio of $Ga_2O_3$ of x= 7 wt.%, shows the lowest resistivity of $7.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$. The GZO films were also prepared at various substrate temperatures from room temperature to $300^{\circ}C$, and their electrical resistivity was found to be improved as the substrate temperature was increased, A very low resistivity of $2.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ that is almost comparable with that of ITO film was obtained in the GZO films prepared at the substrate temperature of $300^{\circ}C$ by using the FTS.

$Al_2O_3$ 게이트 절연막을 이용한 공핍형 p-채널 GaAs MOSFET의 제조 (Fabrication of a depletion mode p-channel GaAs MOSFET using $Al_2O_3$ gate insulator)

  • 전본근;이태헌;이정희;이용현
    • 센서학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.421-426
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    • 1999
  • 본 논문에서는 반절연성 GaAs(semi-insulating GaAs) 기판위에 $Al_2O_3$ 절연막이 게이트 절연막으로 이용된 공핍형모드 p-채널 GaAs MOSFET (depletion mode p-channel GaAs MOSFET)를 제조하였다. 반절연성 GaAs 기판위에 $1\;{\mu}m$의 GaAs 버퍼층(buffer layer), $4000\;{\AA}$의 p형 GaAs 에피층(epi-layer), $500\;{\AA}$의 AlAs층, 그리고 $50\;{\AA}$의 캡층(cap layer)을 차례로 성장시키고 습식열산화시켰으며, 이를 통하여 AlAs층은 완전히 $Al_2O_3$층으로 산화되었다. 제조된 MOSFET의 I-V, $g_m$, breakdown특성 측정을 통하여 AlAs/GaAs epilayer/S I GaAs 구조의 습식열산화는 공핍형 모드 p-채널 GaAs MOSFET를 구현하기에 적합함을 알 수 있다.

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