• 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.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.5
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• pp.377-383
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• 2009

Aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films were deposited on sapphire substrate by using radio-frequency magnetron sputtering and were performed in the temperature range of $600-900^{\circ}C$ by rapid thermal annealing (RTA). The crystallographic structure and the surface morphology were investigated by using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The crystallinity of the films was improved with increasing the annealing temperature and the average size of crystalline grains was found to be 50 nm. All the thin films showed an average transmittance of 92% in the wavelength range of 400-1100 nm. As the annealing temperature was increased, the bandgap energy was decreased and the violet photoluminescence (PL) signal at 400 nm replaced the ultraviolet PL signal. The electrical properties of the thin films showed a significant dependence on the annealing temperature.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.9
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• pp.878-882
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• 1999

Structural properties of $Al_xGa_1-_xN$ epilayers grown on (0001) sapphire substrate by plasma induced molecular beam epitaxy are investigated in the range of AlN molar fraction from 0.16 to 0.76. The AlN molar fraction estimated by X-ray diffraction agrees well with that of Rutherford backscattering spectroscopy, showing a good linear relationship. The uniform Auger electron microscopy depth profile and linear dependence of average atomic concentration of all the constituents of AlGaN epilayers on AlN molar fraction imply that the epitaxial growth of $Al_xGa_1-_xN$ layers with variation of AlN molar fraction is well controlled without the compositional fluctuation in depth of the epilayer. It is observed by atomic force microscopy that the surface grain shape of $Al_xGa_1-_xN$ epilayer changes from roundish to coalesced one with increasing AlN molar fraction.

• Economic and Environmental Geology
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• v.26 no.1
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• pp.107-114
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• 1993

For the blue sapphires from Santung, China, the color change before and after has been investigated by UV-Visible spectrophotometry method. The blue sapphires from Shantung show four groups of absorption bands: the bands A (374, 386 and 450 nm) being attributed to single $Fe^{3+}$ ion, the band B (560, 579 and $704n{\breve{m}}$) to $Fe^{2+}$/$Ti^{4+}$ pairs, the band C (-800 nm) to $Fe^{2+}$/$Fe^{3+}$ pairs, and the D (528 nm) to $Ti^{3+}$ dd transitions. From those UV-VIS characteristics the origin of blue color of the sapphires is confirmed to be attributed by the factors such as $Fe^{2+}$/$Fe^{3+}$ and $Ti^{3+}$/$Ti^{4+}$. The absorption spectra of natural blue sapphires before and after heat treatment show distintive features, comparing with those of sapphires from other localities: the bands of 689 nm and of $Cr^{3+}$ are not recorded on the spectra of sapphires from Shantung. The band (492 nm), which resulted from $Ti^{3+}$, is not shown and the intensity of the band 528 nm decreases after the heat treatment. Decoloration of ink-blue sapphires are found to be successful by heat treatment with the control of annealing and atmosphere. During the diffusion process the excess components of impurities contained originally in the host crystal were expelled to the surface of crystals, enhancing the transparency of the crystals noticeably.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.90-96
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• 1998

Non-contacting capacitive sensors, based on principle of the cross capacitor, for measuring small displacement less than $1.95{\pm}0.5\;mm$ have been fabricated and characterized. To overcome disadvantages of the existed capacitive sensors with 2-electrodes and 3-electrodes, the new sensor is consisted of 4-electrodes which are formed two electrode(high, low) and 2 guard electrodes on a sapphire plate with diameter 17 mm and thickness 0.7 mm, and are symmetrically situated with a constant gap of 0.2 mm between the electrodes. This sensor can be used for measuring both metallic and non-metallic target without ground connection, and is evaluated to the correlation coefficient of 0.9987 for the range of $1.95{\pm}0.5\;mm$ and that of 0.9995 for $1.95{\pm}0.25\;mm$ range.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.20 no.1
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• pp.33-37
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• 2013

In this research, we investigated the effect of mole concentration of precursor on morphological, structural and optical properties of ZnO nanorods. ZnO nanorods were hydrothermally grown on c-plane sapphire substrates in aqueous solution which contains zinc nitrate hexahydrate and hexamethylenetetramine at 90oC in the precursor range of 0.01 M to 0.025 M. With the increase of mole concentration, length and diameter of ZnO nanorods increased. In all the conditions, the growth direction of rods was longitudinally c-axis direction. From the strong emission peak at 380 nm of PL spectra at room temperature, we could confirm that the crystal quality of ZnO nanorods is good to emit radiative recombination spectra.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.50 no.6
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• pp.551-556
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• 2013

AlN films with c-axis orientation and thermal conductivity characteristics were deposited by using Pulsed Laser Deposition and the films were characterized by changing the deposition conditions. In particular, we investigated the optimal conditions for the application of a heat sinking plane AlN thin film. Epitaxial AlN films were deposited on sapphire ($c-Al_2O_3$) single crystals by pulsed laser deposition (PLD) with an AlN target. AlN films were deposited at a fixed pressure of $2{\times}10^{-5}$ Torr, while the substrate temperature was varied from 500 to $700^{\circ}C$. According to the experimental results of the growth temperature of the thin film, AlN thin films were confirmed with a highly c-axis orientation, maximum grain size, and high thermal conductivity at $650^{\circ}C$. The thermal conductivity of the AlN thin film was found to increase compared to bulk AlN near the band gap value of 6.2 eV.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.73-73
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• 2008

일반적으로 청색 및 자외선 발광다이오드, 레이저 다이오드, UV 감지기 (detector)소자 등의 기술적인 중요성은 ZnO를 기반으로 하는 산화물 반도체와 함께 와이드 밴드갭 반도체 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO의 경우 밴드갭 엔지니어링을 위해 일반적으로 Cd과 Mg을 사용하고 있으며 특히, ZnO에 Mg을 첨가하여 MgZnO 화합물을 첨가할 경우 밴드갭을 3.3eV~7.8eV까지 증가 시킬 수 있고, MgZnO/ZnO 초격자 구조를 이용할 경우 자유 엑시톤 결합에너지를 100meV 이상까지 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 MgO는 결정구조가 rocksalt 구조를 가지는 입방정 구조이기 때문에 Hexagonal 구조를 가진 ZnO에 첨가될 경우 고용도에 큰 제한을 가지게 된다. 이와 같은 문제점으로 인하여 밴드갭 엔지니어링 기술은 여전히 해결되지 않은 문제점으로 남아 있다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 사파이어 기판위에 MgZnO/ZnO 박막을 co-sputtering 시켰다. Targer은 ZnO(99.999%) 와 MgO (99.999%) target을 사용하였고, 스퍼터링 가스는 아르곤과 산소가스를 2:1 비율로 혼합시켜 성장하였다. MgZnO 박막을 성장하기 전 ZnO 층을 ~500 두께로 성장 시켰다. RF-power는 ZnO target을 고정 시키고, MgO targe power를 변화시켜 Mg 농도를 조절 하였다. 실험 결과 MgO target power 가 증가 할수록 반치폭이 증가하고, c-plane을 따라 격자 상수가 감소하는 것을 확인 할 수 있고, UV emission peak intensity가 감소며 단파장쪽으로 blue shift 하고, activation energy 가 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.202-202
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• 2008

실리콘 기판 위에 성장된 세륨 산화막(CeO2)은 고품질의 SOI(Silicon on Insulator)나 혹은 안정한 캐패시터 소자와 같은 반도체 소자에 대한 응용 가능성이 높아 여러 연구가 진행되어 왔다. 세륨 산화막은 형석 구조, 다시 말해서 대칭적인 큐빅 구조이며 화학적으로 안정한 물질이다. 또한, 세륨 산화막의 격자상수 (a = $5.411\AA$)는 실리콘의 격자상수 (a = $5.430\AA$) 와 비슷하며 큰 밴드갭(6eV) 및 높은 유전상수 ($\varepsilon$ = 26), 높은 열적 안전성을 지니고 있어 실리콘 기판에 사용된 기존 절연막인 사파이어나 질코늄 산화막보다 우수한 특성을 지니고 있다. 본 논문에서는 스퍼터링을 이용하여 세륨 산화막을 실리콘 기판 위에 형성하면서 기판가열 온도 조건을 각각 상온, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 설정하였으며, 세륨 산화막의 증착 두께 조건을 각각 80nm, 120nm로 설정한 다음 퍼니스를 이용하여 $1100^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리를 거친 세륨 산화막의 결정화 형태 및 박막의 막질 상태를 각각 X선 회절 장치 (XRD) 및 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.54 no.3
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• pp.109-113
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• 2005

It has been reported that the failure phenomenon and variation of electrical characteristic due to the effect of electrostatic discharge(ESD) in silicon devices. But we had fess reports about the phenomenon due to the ESD in the compound semiconductors. So there are a lot of difficulty to the phenomenon analysis and to select the protection method of main circuits or the devices. It has not been reported that the relation between the ESD stress and GaN devices, which is remarkable to apply the operation in high temperature and high voltage due to the superior material characteristic. We studied that the characteristic variation of the AlGaN/GaN HEMT current, the leakage current, the transconductance(gm) and the failure phenomenon of device due to the ESD stress. We have applied the ESD stress by transmission line pulse(TLP) method, which is widely used in ESD stress experiments, and observed the variation of the electrical characteristic before and after applying the ESD stress. The on-current trended to increase after applying the ESD stress. The leakage current and transconductance were changed slightly. The failure point of device was mainly located in middle and edge sides of the gate, was considered the increase of temperature due to a leakage current. The GaN devices have poor thermal characteristic due to usage of the sapphire substrate, so it have been shown to easily fail at low voltage compared to the conventional GaAs devices.