• 제목/요약/키워드: 결함 성장

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패턴 사파이어 기판 위에 AlN 중간층을 이용한 GaN 에피성장

  • 김남혁;이건훈;박성현;김종학;김민화;유덕재;문대영;윤의준;여환국;문영부;시상기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.123-123
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    • 2010
  • 3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

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사육조건에 따른 기수재첩 유생의 성장과 생존

  • 김완기;이채성;이정용;허성범
    • 한국양식학회:학술대회논문집
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    • 한국양식학회 2003년도 추계학술발표대회 논문요약집
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    • pp.99-99
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    • 2003
  • 1. 수온과 염분에 따른 부유유생의 성장과 생존율. 유생의 수온별 사육실험 결과, 3$0^{\circ}C$에서는 실험시작 6일 후 모두 폐사하였으며, 18$^{\circ}C$에서는 높은 생존율에 비하여 늦은 성장을 보였다. 24$^{\circ}C$와 27$^{\circ}C$에서 빠른 성장을 보였으나, 27$^{\circ}C$에서는 성장에 비하여 낮은 생존율을 보였다. 염분에 따른 유생의 사육시험 결과 0$\textperthousand$에서는 실험시작 10일 후 모두 폐사 하였으며, 성장은 6~9$\textperthousand$, 생존율은 3$\textperthousand$에서 가장 높게 나타났다. 2. 수용밀도에 따른 부유유생의 성장과 생존율. 유생의 수용밀도에 따른 사육실험 결과, 1$m\ell$당 1~5 개체의 저밀도에서는 성장과 생존율이 양호하였으며, 50개체/$m\ell$의 고밀도에서는 성장과 생존율이 낮았으며, 실험시작 12일째에 모두 폐사하였다. 3. 먹이생물 종류 및 공급량에 따른 부유유생의 성장과 생존율. 식물 먹이생물에 따른 유생사육 실험 결과, 혼합 공급구가 가장 빠른 성장을 보였으며, 단일 공급구에서는 I. galbana, P. lutheri, C. calcitrans 순으로 비슷한 성장을 보였으며, Chlorella sp.는 가장 늦은 성장을 보였다. 생존율 또한 혼합구가 가장 높고 I. galbana, P. lutheri, 가 비슷한 반면, Chlorella sp. 실험구가 가장 낮았다. 공급량에 따른 사육 실험에서는 먹이 공급량이 많을수록 유생의 성장은 양호하였으나, 8일 이후 50,000 cell/$m\ell$ 밀도에서 전량 폐사하였다. 실험 종료시인 12일째에는 20,000 cell/$m\ell$ 밀도에서 가장 빠른 성장과, 10,000 cell/$m\ell$ 밀도에서 높은 생존율을 보였으며, 5,000 cell/$m\ell$ 밀도에서는 성장과 생존율이 낮았다. 따라서 유생사육을 위한 기수재첩의 먹이생물의 밀도는 10,000~20,000 cell/$m\ell$가 효과적이었다.

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질화규소 삽입층을 이용한 a면 질화갈륨 박막의 깊은 준위 연구

  • 송후영;서주영;이동호;김은규;백광현;황성민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.230-230
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    • 2010
  • 질화갈륨 기반의 III족-질화물 계열의 반도체 물질은 녹색-자외선 영역의 발광다이오드에 응용되어 왔으며 고효율, 고휘도 발광소자의 구현 및 성능 향상을 위해 많은 연구가 진행되었다. 일반적으로 널리 사용되어온 c축 방향으로 성장된 질화갈륨 기반 발광다이오드에서는 활성층의 에너지 밴드구조가 내부전기장에 의해 변형되어 전자와 정공의 재결합 확률이 저하된다. c축 방향으로 형성되는 내부전기장은 축방향으로의 자발적 분극화와 높은 압전 분극 현상에 기인한다. 이와 같은 분극 성장에서의 내부양자효율 저하 현상을 해결하기 위하여 내부 전기장이 존재하지 않는 a축과 m축과 같은 무분극 방향으로의 성장이 집중적으로 연구되고 있다. 현재 사파이어 기판위에서 무분극 성장된 박막은 높은 밀도의 결함이 발생하여 고품위의 발광다이오드 동작에 어려움을 겪고 있다. 최근 결함 밀도를 낮추고 높은 결정성을 갖는 무분극 질화갈륨 박막을 성장하기 위하여 2-단계 성장 방법, 나노구조층 삽입, 산화규소 마스크 패턴 등 다양한 성장 방법들이 연구되어 주목할 만한 연구 결과들이 보고되고 있다. 다양한 성장 방법들에 의해 성장된 박막들은 고유한 특성들을 보이는데, 특히 박막 성장방법에 따라 박막 내부에 형성되는 깊은 준위의 특성들은 발광다이오드의 소자 특성에도 큰 영향을 미치게 되므로 무분극 박막에서의 깊은 준위에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 금속-유기 화학기상증착 방법으로 r면의 사파이어기판 위에 a면의 질화갈륨을 성장시켰다. 고품질의 결정성을 구현하기 위해 저온 핵형성층, 3차원 성장층, 2차원 중간온도 성장층, 2차원 성장층의 4개 버퍼층을 사용하였으며, 질화규소 나노구조층을 삽입함으로써 고품 위의 a면 질화갈륨 박막을 구현하였다. 성장된 a면 질화갈륨 박막에 형성된 깊은 준위들은 접합용량과도분광법을 이용하여 분석되었으며 질화규소 삽입층의 유무에 따른 깊은 준위의 특성 차이에 대한 연구를 수행하였다.

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고속 인상 초크랄스키 실리콘 단결정에서 성장 결함 분포 (Distribution of Grown-in Defects in the Fast-pulled Czochralski-silicon Single Crystals)

  • 박봉모;서경호;오현정;이홍우;유학도
    • 한국결정학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.84-92
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    • 2003
  • 고속인상은 후처리에 의하여 쉽게 제거될 수 있도록 성장 결함 분포를 작게 만들기 용이하다. 본 연구에서는, 1.0 mm/min 이상의 속도를 갖는 고속 인상 결정을 육성하였으며, 결정 내의 성장 결함 분포를 분석하였다. 최근의 Cz-Si 결정 성장에서 특정 온도구간에서의 냉각속도와 고액계면에서의 온도구배의 균일성 등이 성장 결함 형성에 대하여 인상속도보다 더 중요한 영향을 주는 것이 발견되었다. 따라서, 고속 인상 결정에서 냉각속도와 온도구배의 영향을 분석하였으며, 이를 실제 관찰된 결함 형성거동과 비교하였다. 이론적 고찰을 통하여 공동 결함 형성에 대한 유효인자(Ω)를 도출하였으며, 이로부터 공동 결함의 반경방향 분포 특성을 효과적으로 설명하였다.

ZnSe 박막 성장을 위한 Molecular Beam Epitaxy 성장 조건의 결정

  • 정명훈;박승환;김광희;정미나;양민;안형수;장지호;김홍승;송준석
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.990-994
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    • 2005
  • II-VI족 화합물 반도체를 성장하기 위한 MBE 성장 조건으로서 성장 온도, flux 율, 성장률에 대해 연구하였다. 성장 온도, flux 율, 성장률은 각각 290 $^{\circ}C$, 2, 0.6 ${\mu}m$/hr로 조절되었다. 위와 같이 설정된 성장 조건에서 단결정 성장을 확인하기 위하여 ZnSe 박막을 성장하였다. 성장된 박막의 AFM 측정 결과, 박막의 표면은 비교적 거칠었으며 (RMS ${\sim}$ 2.9 nm) 이는 낮은 성장 온도, 빠른 성장률로 인한 것임을 알 수 있었다. 그리고 XRD 측정 결과는 박막의 두께가 임계 두께를 넘어서 격자 정수의 부정합이 완화되었음을 보여주었다. XRD를 이용한 비파괴 방법으로 전위 밀도를 구하기 위해 (002), (004), (115), (006) 면에 대해 XRD를 측정하여 박막 내 전위밀도를 구하였다. XRD 측정 결과를 이용하여 계산한 결과 전위 밀도는 8.30${\times}10^8$ dis/cm$^2$로 종래의 연구와 비슷한 수준의 박막이 구현되었음을 알 수 있었다.

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마그네트론 스퍼터링에 의한 사파이어 기판위에 고온에서의 ZnO박막의 에피성장 (Epitaxial growth of high-temperature ZnO thin films on sapphire substrate by sputtering)

  • 김영이;강시우;안철현;공보현;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.151-151
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    • 2007
  • 최근에 에피 성장된 ZnO는 UV-LED, 화학적-바이오센서와 투명전도 전극에 많은 관심을 받고 있다. 고 품질의 ZnO는 Metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD), Pulsed laser deposition(PLD), molecular beam epitaxy(MBE), 그리고 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성장이 이루어지고 있다. 대부분의 ZnO는 사파이어, 싫리콘과 같은 이종 기판 위에 성장되고 있으며, Heteroepitaxy로 성장된 ZnO 박막은 기판과 박막사이의 격자상수, 열팽창계수 차이로 인해 높은 결함 밀도를 보이고 있다. 이러한 문제점은 광전자 소자 응용에 있어 여러 가지 문제점을 야기 시킨다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 박막과 기판사이에 저온 버퍼층을 사용하거나 같은 물질의 버퍼층을 사용하여 결할 밀도를 감소시키고, 높은 결정성을 가진 ZnO 박막을 성장시킨 결과들이 많이 보고되어지고 있다. 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터링 법으로 저온 버퍼층 성장 없이 성장온도 만을 달리 하여 고품질의 ZnO 박막을 성장시켰다. ZnO 박막은 c-sapphire 기판위에 ZnO(99.9999%)의 타겟을 사용하여 $600{\sim}800^{\circ}C$ 온도에서 성장시켰고, 스퍼터링 가스로는 아르곤과 산소를 2:1 비율로 혼합하여 15mtorr의 압력에서 성장하였다. 이렇게 성장시킨 ZnO 박막은 Transmission Electron Microscopy (TEM), High-Resolution X-ray Diffraction (HRXRD), Low-temperature PL, 그리고 Atomic Force Microscopy (AFM)로 특성을 분석 하였다. ZnO 박막은 HRXRD (002) 면의 $\omega$-rocking curve운석 결과, $0.083^{\circ}$의 작은 FEHM을 얻었고, (102) 면의 $\varphi$-sacn을 통해 온도가 증가함에 따라 향상된 6-fold을 확인함으로새 에피성장됨을 알 수 있었다. 또한 TEM분석을 통해 $800^{\circ}C$에서 성장된 박막은 $6.7{\times}10^9/cm^2$의 전위밀도를 얻을 수 있었다.

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고강도 알루미늄 합금의 부식피로균열 성장거동에 관한 연구( I ) (A Study on Corrosion Fatigue Crack Growth Behavior in High Strength Aluminum Alloys( I ))

  • 김봉철;강봉수;한지원;우흥식
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 1998년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.57-62
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    • 1998
  • 구조물이나 기계요소내의 결함이 성장하여 파손(Failure)에 이르는 현상은 공학분야에서 중요하게 평가되어 오고 있다. 반복적으로 변하는 응력에 의하여 결함이 초기 성장을 거쳐 재료의 파손에 이르게 되는 과정인 피로파괴는 파괴역학의 한 중요한 분야이다. 이에, 본 연구에서는 열처리의 특성상 부식환경에 매우 민감한 Al-Zn-Mg-Cu Alloy 7075에 대하여 Peak Aged T65l Tempering을 실시한 Al-Alloy 7075-T65l에 대하여 각기 환경(대기, 물, 해수)의 변화가 부식피로균열성장에 미치는 영향과 부식환경에서의 긴 균열(Long Crack)과 짧은 균열(Short Clark)의 부식피로균열 성장특성을 비교, 고찰하여 초기균열의 잠재시간과 안정성장 시간을 예측하여 구조물의 수명예측 및 안전성 평가에 기여 할 수 있는데 목적이 있다. (중략)

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Ca/Si(111)-2×1에서 에피성장을 통한 Si단결정 성장가능성에 관한 Si원자의 흡착과 확산에 대한 전산모사연구

  • 여강모;정석민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.127.1-127.1
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    • 2016
  • Si은 값싸고 넓은 시설기반을 갖추고 있어, 발전산업에서 태양광소자의 주원료로 널리 사용된다. 하지만 Si은 간접 띠틈을 Si의 특성을 개선하기 위해 최근 Si에 특정한 결함을 넣어 직접 띠틈으로 바꿔 광효율을 높이려는 시도가 있다. 2015년 초 Si단결정[111]으로 Seiwatz-chain 형태의 결함이 있다면 결함이 있는 Si(111)에 직접 띠틈이 생길 것 이라고 이론적으로 예상했다. 이러한 구조의 제작방법으로 Ca/Si(111)과 Si(111)을 접합 후 가열하여 Ca을 빼내는 방법을 제시했다[1]. 본 연구에서는 이 제작방법 외에 Ca/Si(111)-$2{\times}1$ 표면에서[2] 에피성장으로 결함이 유지된 Si단결정 형성가능성을 제일원리 계산을 통해 연구했다. 제일원리 계산방법으로는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)를 이용하였다. Si원자 한개, 두 개, 세 개가 흡착될 경우 원자당 흡착에너지는 각각 3.73 eV, 3.73 eV, 3.91 eV 였다. 따라서 Si원자는 무리형태로 흡착될 것으로 예상되어 결함을 유지하며 단결정으로 성장하기는 어려울 것으로 보인다.

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SPECIAL 3 SURVEY - '성장'과 '복지'의 선순환 관련 설문 조사

  • 한국시멘트협회
    • 시멘트
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    • 통권194호
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    • pp.14-15
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    • 2012
  • 현대경제연구원은 지난 5월 16일부터 23일까지 8일 동안 전국 20세 이상의 성인남녀 1,011명을 대상으로 전화설문을 통해 "성장과 복지의 선순환 관련 설문 조사"를 실시하고 그 결과를 최근 발표했다. 설문조사 결과 성장과 복지 중 '성장이 우선'이라는 답변(58.0%)이 많았지만 세대간 차이가 뚜렷하게 나타났다. 2030세대는 '복지가 우선'이라는 응답이 많았으나 40세 이상은 '성장이 우선'이라는 답변이 많았다. 성장과 복지 둘 다 중요하며 함께 갈 수 있다는 의견에 대해서는 '가능하다'는 긍정적인 의견이 77.0%로 부정적인 견해(23.0%)보다 훨씬 많았다. 여기서는 이번 조사결과의 주요 내용을 요약해 소개한다.

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용액 불안정이 InGaAsP/InP 액상결정성장에 미치는 영향 (The effect of melt instability on the liquid phase epitaxy)

  • 오수환;안세경;홍창희
    • 한국광학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.438-442
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    • 1997
  • 본 연구에서는 InGaAsP/InP 액상결정성장에 있어서 성장용액의 불안정성이 성장에 미치는 영향을 조사하여 보았다. 성장용액의 불안정을 완화시킬 수 있는 구조의 흑연보트를 제작하여 성장을 행하여 본 결과 각층의 균일도를 향상시킬 뿐만 아니라 성장층간의 두께 편차를 동시에 줄일 수 있었으며, 성장두께와 두께편차를 각각 1/2, 1/3 이상 줄일 수 있었고, 최소 성장두께 80.angs. 이하의 결과를 얻었다. 그리고 성장용액의 안정도 측면에서 2상용액법에 사용되는 InP seed에 의한 영향을 조사한 결과, 단결정 InP 2상용액법의 경우가 다결정 InP에 비해 우수한 성장특성을 가짐을 확인할 수 있었다.

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