• Electrical & Electronic Materials
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• v.8 no.3
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• pp.272-277
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• 1995

We report the properties of optically pumped stimulated emission at room temperature (RT) from column-III nitride semiconductors of GaN, AlGaN/GaN double heterostructure (DH) and AlGaN/GaInN DH which prepared on a sapphire substrate using an AIN buffer-layer by the nietalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) method. The peak wavelength of the stimulated emission at RT from AIGaN/GaN DH is 369nm and the threshold of excitation pumping power density (P$\_$th/) is about 84kW/cm$\^$2/, and they from AlGaN/GaInN DH are 402nm and 130kW/cm$\^$2/ at the pumping power density of 200kW/cm$\^$2/, respectively. The P$\_$th/ of AIGaN/GaN and AlGaN/GaInN DHs are lower than the single layers of GaN and GaInN due to optical confinement within the active layers of GaN and GaInN, respectively.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.123-129
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• 2001

The optimal high temperature processing conditions for the formation of Ohmic contact of Ti/Al/Pt/Au multiple layers were established for the fabrication of n$^{+}$-GaN/AlGaN/GaN HFET device. Contact resistivity as low as 3.4x10$^{-6}$ ohm-$\textrm{cm}^2$ was achieved by the annealing of the sample at 100$0^{\circ}C$ for 10 sec. using the RTA (Rapid Thermal Annealing) system. The fabricated HFET (Heterostructure Field Effect Transistor) with a structure of n'-GaN/undoped AlGaN/undoped GaN exhibited a low knee voltage of 3.5 V and a maximum source-drain current density of 180 mA/mm at Vg=0V.V.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.16 no.4
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• pp.162-165
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• 2006

The selective growth of InCaN/AlGaN light emitting diodes was performed by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). In order to grow the InGaN/AlGaN heterosturcture consecutively, a special designed multi-sliding boat was employed in our mixed-source HVPE system. Room temperature electroluminescence spectum of the SAG-InGaN/AlGaN LED shows an emission peak wavelength of 425 nm at injection current 20 mA. We suggest that the mixed-source HVPE method with multi-sliding boat system is possible to be one of the growth methods of III-nitrides LEDs.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.13 no.6
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• pp.617-621
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• 2013

This study examined the effect of electron-beam (E-beam) irradiation on the electrical properties of n-GaN, AlGaN and AlGN/GaN structures on sapphire substrates. E-beam irradiation resulted in a significant decrease in the gate leakage current of the n-GaN, AlGaN and HEMT structure from $4.0{\times}10^{-4}A$, $6.5{\times}10^{-5}A$, $2.7{\times}10^{-8}A$ to $7.7{\times}10^{-5}A$, $7.7{\times}10^{-6}A$, $4.7{\times}10^{-9}A$, respectively, at a drain voltage of -10V. Furthermore, we also investigated the effect of E-beam irradiation on the AlGaN surface in AlGaN/GaN heterostructure high electron mobility transistors(HEMTs). The results showed that the maximum drain current density of the AlGaN/GaN HEMTs with E-beam irradiation was greatly improved, when compared to that of the AlGaN/GaN HEMTs without E-beam irradiation. These results strongly suggest that E-beam irradiation is a promising method to reduce leakage current of AlGaN/GaN HEMTs on sapphire through the neutralization the trap.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.337-337
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• 2010

갈륨-질화물 (GaN) 기반의 고 전자 이동도 트랜지스터 (High Electron Mobility Transistor, HEMT)는 GaN의 큰 밴드갭 (3.4~6.2 eV), 높은 항복전계 (Ec~3 MV/cm) 및 높은 전자 포화 속도 (saturation velocity $-107\;cm{\cdot}s-1$) 특성과 AlGaN/GaN 등과 같은 이종접합구조(Heterostructure )로부터 발생하는 높은 면밀도(Sheet Concentration)를 갖는 이차원 전자가스(Two-Dimensional Electron Gas, 2DEG) 채널로 인해 차세대 고출력/고전압 소자로서 각광받고 있다. 하지만 드레인 쪽의 게이트 에지부분에 집중되는 전계로 인한 애벌린치 할복현상(Breakdown)이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 AlGaN/GaN HEMT의 항복전압 향상을 위한 방법으로 필드플레이트(Field-Plate) 구조가 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 2D 시뮬레이션을 통한 AlGaN/GaN HEMT의 필드플레이트 구조 최적화를 수행하였다. 이를 위해 ATLASTM 전산모사 프로그램을 이용하여 필드플레이트 길이, 절연체 증류 및 두께에 따른 전류 전압 특성 및 전계 분산효과에 대한 전산모사를 수행하여 그 결과를 비교, 분석 하였다, 이를 바탕으로 기존의 구조에 비해 약 300%이상 향상된 항복전압을 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 최적화된 필드 플레이트 구조를 제안하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.145-145
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• 2008

갈륨-질화물(GaN) 기반의 고속전자이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)는 최근 마이크로파 또는 밀리미터파 등의 차세대 고주파용 전력소자로 각광받고 있다. AlGaN/GaN HEMT는 이종접합구조(heterostructure) 로부터 발생하는 이차원 전자가스(two-dimensional electron gas, 2DEG) 채널을 이용하여 높은 전자 이동도, 높은 항복전압 및 우수한 고출력 특성을 얻는 것이 가능하다. AlGaN/GaN HEMT에서 ohmic 전극 부분과 채널이 형성되는 부분과의 거리에 의한 저항의 성분을 줄이고 전자의 터널링의 확률을 증가시키기 위해서 recess된 구조가 많이 사용되고 있다. 그러나 이 구조에서는 recess된 소스와 드레인에 의해 AlGaN층의 제거로 AlGaN층의 두께에 영향을 미치며 그에 따라 채널에 생성되는 전자의 농도를 변화시키게 된다. 본 논문에서는 소스와 드레인의 Trench 구조를 제안하였다. ohmic 전극 부분과 채널간의 거리의 감소로 특성을 향상시켜서 recess 구조의 장점이 유지된다. 그리고 recess되는 소스와 드레인 영역에서 AlGaN층을 전체적으로 제거하는 것이 아니고 Trench 즉 일부분만 제거하면서 AlGaN층의 두께의 변화에 따른 문제점도 줄일 수 있다. 따라서 이러한 전극 부분을 Trench구조화 시킨 AlGaN/GaN HEMT의 DC특성을 $ATLAS^{TM}$를 이용하여 전산모사하고 최적화된 구조를 제안하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.11
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• pp.29-34
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• 2004

This paper reports the RF dispersion and linearity characteristics of unpassivated AlGaN/InGaN/GaN high electron-mobility transistors (HEMTs) grown by molecular beam epitaxy (MBE). The devices with a 0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$ gate-length exhibited relatively good DC characteristics with a maximum drain current of 730 mA/mm and a peak g$_{m}$ of 156 mS/mm. Highly linear characteristic was observed by relatively flat DC transconductance (g$_{m}$) and good inter-modulation distortion characteristics, which indicates tight channel carrier confinement of the InGaN channel. Little current collapse in pulse I-V and load-pull measurements was observed at elevated temperatures and a relatively high power density of 1.8 W/mm was obtained at 2 GHz. These results indicate that current collapse related with surface states will not be a power limiting factor for the AlGaN/InGaN HEMTs.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.76-76
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• 2008

갈륨-질화물(GaN) 기반의 고속전자이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)는 최근 마이크로파 또는 밀리미터파 등의 고주파 대역의 통신시스템에 널리 사용되는 전자소자이자, 차세대 고주파용 전력 소자로 각광받고 있다. AlGaN/GaN HEMT에서 AlGaN층과 GaN층의 이종접합 구조(heterostructure)는 두 물질 간의 큰 전도대의 불연속성으로 인해 발생하는 이차원 전자가스(two-dimensional electron gas, 2DEG) 채널을 이용하여 높은 전자이동도, 높은 항복전압 및 우수한 고출력 특성을 얻는 것이 가능하다. 그러나 이린 이론적인 우수한 특성에도 불구하고 실제 AlGaN/GaN HEMT 소자에서는 AlGaN 표면과 AlGaN과 GaN 층 사이 접합면, AlGaN과 GaN 벌크층에 존재하는 트랩의 영향으로 이론보다 낮은 DC 출력 특성을 갖는다. 본 논문에서는 표면, 접합면, 벌크 층에 존재하는 트랩들을 각각의 존재 유무에 따라 시뮬레이션 함으로써 각각의 트랩이 DC 특성에 미치는 영향에 대해서 알아본다. 또한 소스와 게이트, 드레인과 게이트간의 거리에 따라 표면 트랩에 따른 영향과 AlGaN층과 GaN 층의 두께를 변화시켜가면서 각 층의 두께에 따라 벌크 트랩이 DC 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 본 논문에서 트랩에 따른 특성의 파악을 위해서 $ATLAS^{TM}$를 이용하여 전산모사 하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.4
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• pp.266-270
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• 2011

We report on the formation mechanism of large Schottky barrier height (SBH) of nonalloyed Cr Schottky contacts on strained Al0.25Ga0.75N/GaN. Based on the current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) data, the SBHs are determined to be 1.98 (${\pm}0.02$) and 2.07 (${\pm}0.02$) eV from the thermionic field emission and two-dimensional electron gas (2DEG) calculations, respectively. Possible formation mechanism of large SBH will be described in terms of the formation of Cr-O chemical bonding at the interface between Cr and AlGaN/GaN, low binding-energy shift to surface Fermi level, and the reduction of 2DEG electrons.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• v.13 no.spc1
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• pp.128-131
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• 2012

The selective area growth light emitting diode on GaN substrate was grown using mixed-source HVPE method with multi-sliding boat system. The GaN substrate was grown using mixed-source HVPE system. Te-doped AlGaN/AlGaN/Mg-doped AlGaN/Mg-doped GaN multi-layers were grown on the GaN substrate. The appearance of epi-layers and the thickness of the DH was evaluated by SEM measurement. The DH metallization was performed by e-beam evaporator. n-type metal and p-type metal were evaporated Ti/Al and Ni/Au, respectively. At the I-V measurement, the turn-on voltage is 3 V and the differential resistance is 13 Ω. It was found that the SAG-LED grown on GaN substrate using mixed-source HVPE method with multi-sliding boat system could be applied for developing high quality LEDs.