• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.120-120
• /
• 1999

III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.476-477
• /
• 2013

반도체의 성능은 최근 10년 사이에 급격하게 발전했고 아날로그 및 디지털 회로 소자들에 있어 저전력/고속 특성 요구가 커지고 있다 [1]. 상온에서 30,000 $cm^2$/Vs 이상의 전자 이동도를 가지며 큰 conduction band offset을 갖는 InAs/AlSb 2차원전자가스(2DEG) 소자는 Spinorbit-interaction의 값이 매우 커서 SPIN-FET 소자로 크게 주목받고 있다 [2]. 본 발표자들은 GaAs 기판위에 성장한 InAs 2DEG HEMT 소자의 전/자기적인 특성과 고속반응 물질로 주목 받는 InSb 박막소자의 doping 특성에 따른 전기적/물리적인 특성의 평가에 대해 그 결과를 소개하고자 한다. 격자정합과 Semi-insulating 기판의 부재로 상용화되어 있는 GaAs와 InP 기판위에 물질차이에 따른 고유의 한계 특성을 줄이기 위한 Pseudomorphic이라 불리는 특별한 박막 성장 기법을 적용하여 높은 전자 이동도를 가지며 spin length가 길어 Spin-FET로서 크게 주목받고 있는 InAs 2DEG HEMT 소자를 완성시켰다. 60,000 ($cm^2$/Vs) 이상의 높은 전자 이동도를 갖는 소자의 구현을 목표로 연구를 진행하였으며 1.8 K에서 측정된 Spin-orbit interaction의 값은 6.3e-12 (eVm)이다. InAs/InGaAs/InAlAs 및 InGaAs/InAlAs 구조의 InP 기반의 소자에서 보다 큰 값으로 향후 Spin-FET 응용에 크게 기대하고 있다. 또한, GaAs 기판위에 구현된 InSb 소자는 격자부정합 감소를 위해 InAs 양자점을 사용하여 약 $2.6{\mu}m$ 두께로 구현된 InSb 박막 소자는 상온에서 약 60,400 ($cm^2$/Vs)의 상온 전자이동도를 보였으며 현재 동일 두께에서 세계 최고결과(~50,000 $cm^2$/Vs)에 비해 월등하게 높은 값을 보이고 있다. Hall bar pattern 공정을 거쳐 완성된 소자는 측정 결과 10~20% 이상 향상된 전자 이동도를 보였다. 2e18/$cm^3$ 미만의 p-doping의 경우, 상온에서 n-type 특성을 보이나, 저온에서 p-type으로 변하는 특성을 보였고 n-doping의 경우 5e17/$cm^3$까지는 전자 이동도만 감소하고, doping에 의한 효과는 크게 없었다. 1e18/$cm^3$의 높은 doping을 할 경우 carrier가 증가하는 것을 확인했다. 이상의 측정 결과로 Spin-FET 소자로서 아주 우수하다는 것을 확인할 수 있었고 n-/p- type이 특성을 고려한 high quality InSb 박막소자의 응용을 위한 중요한 정보를 얻을 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.27 no.8
• /
• pp.1309-1316
• /
• 2003

The general dicing process cuts a semiconductor wafer to lengthwise and crosswise direction by using a rotating circular diamond blade. But products with inferior quality are produced under the influence of several parameters in dicing process such as blade, wafer, cutting water and cutting conditions. Moreover we can not apply this dicing method to GaN wafer, because the GaN wafer is harder than the other wafer such as SiO2, GaAs, GaAsP, and AlGaAs. In order to overcome this problem, development of a new dicing process and determination of dicing parameters are necessary. This paper describes a new wafer dicing method using fixed diamond scriber and precision servo mechanism and determination of several parameters - scribing depth, scribing force, scriber inclined angle, scribing speed, and factor for scriber replacement - for a new dicing machine using scriber.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.20 no.2
• /
• pp.218-225
• /
• 2003

The general dicing process cuts a semiconductor wafer to lengthwise and crosswise direction by using a rotating circular diamond blade. However, inferior goods may be made under the influence of several parameters in dicing process such as blade, wafer, cutting water and cutting conditions. Moreover we can not apply this dicing method to a GaN wafer, because the GaN wafer is harder than other wafers such as SiO$_2$, GaAs, GaAsP, and AlGaAs. In order to overcome this problem, development of a new dicing process and determination of dicing parameters are necessary. This paper describes determination of several parameters - scribing depth, scribing force, scriber inclined angle, scribing speed, and factor for scriber replacement - for a new dicing machine using a scriber.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.83-88
• /
• 2002

To increase the device linearities and the breakdown-voltages of FETs, $Al_{0.25}$G $a_{0.75}$As/I $n_{0.25}$G $a_{0.75}$As/A $l_{0.25}$G $a_{0.75}$As partially doped channel FET(DCFET) structures are proposed. The metal insulator-semiconductor(MIS) like structures show the high gate-drain breakdown voltage(-20V) and high linearities. We propose a partially doped channel structure to enhance the device linearity to the homogeneously doped channel structure. The physics of partially doped channel structure is investigated with 2D device simulation. The devices showed the small ripple of the current cut-off frequency and the power cut-off frequency over the wide bias range. bias range.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
• /
• v.34D no.7
• /
• pp.56-61
• /
• 1997

I $n_{0.53}$G $a_{0.47}$As/I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As pseudomorphic high electron mobility transistor (P-HEMT) structures were grown on semi-insulating InP substrates by molecular beam epitzxy method. The hall effect measuremetn was used to measure the electrical properties and the photoluminescence (PL) measurement was used to measure the electrical properties and the photoluminescence(PL) measurement for optical propety. By the cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM) investigation of the V and X shape defects including slip with angle of 60.deg. C and 120.deg. C to surface in the sampel, the defects formation mecahnism in the I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As epilayers on InP substrates could be explained with the different thermal expansion coefficients between I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As epilayers and InP substrate.d InP substrate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.211-212
• /
• 2010

GaN 기반의 상부발광형 LED는 동작되는 동안 생기는 전기적 단락, 그리고 칩 위의 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 생기는 누설전류 및 신뢰성 확보를 위하여 칩 표면에 passivation 층을 형성하게 된다. SiO2, Si3N4와 같은 passivation layers는 일반적으로 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용한다, 하지만 이는 공정 특성상 plasma로 인한 damage가 유발되기 때문에 표면 누설 전류가 증가 한다. 이로 인해 forward voltage와 reverse leakage current의 특성이 저하된다. 본 실험에서는 원자층 단위의 박막 증착으로 인해 PECVD보다 단차 피복성이 매우 우수한 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)공정을 이용하여 Al2O3 passivation layer를 증착한 후, 표면 누설전류와 빛의 출력 특성에 대해서 조사해 보았다. PSS (patterned sapphire substrate) 위에 성장된 LED 에피구조를 사용하였고, TCP(Trancformer Copled Plasma)장비를 사용하여 에칭 공정을 진행하였다. 이때 투명전극을 증착하기 위해 e-beam evaporator를 사용하여 Ni/Au를 각각 $50\;{\AA}$씩 증착한 후 오믹 특성을 향상시키기 위하여 $500^{\circ}C$에서 열처리를 해주었다. 그리고 Ti/Au($300/4000{\AA}$) 메탈을 사용하여 p-전극과 n-전극을 형성하였다. Passivation을 하지 않은 경우에는 reverse leakage current가 -5V 에서 $-1.9{\times}10-8$ A 로 측정되었고, SiO2와 Si3N4을 passivation으로 이용한 경우에는 각각 $8.7{\times}10-9$과 $-2.2{\times}10-9$로 측정되었다. Fig. 1 에서 보면 알 수 있듯이 5 nm의 Al2O3 film을 passivation layer로 이용할 경우 passivation을 하지 않은 경우를 제외한 다른 passivation 경우보다 reverse leakage current가 약 2 order ($-3.46{\times}10-11$ A) 정도 낮게 측정되었다. 그 이유는 CVD 공정보다 짧은 ALD의 공정시간과 더 낮은 RF Power로 인해 plasma damage를 덜 입게 되어 나타난 것으로 생각된다. Fig. 2 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 forward voltage가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 0.07 V와 0.25 V씩 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Fig. 3 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 output power가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 2.7%와 24.6%씩 증가한 것을 볼 수 있다. Output power가 증가된 원인으로는 향상된 forward voltage 및 reverse에서의 leakage 특성과 공기보다 높은 Al2O3의 굴절률이 광출력 효율을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.128.2-128.2
• /
• 2014

Long-wave infrared detectors using the type-II InAs/GaSb strained superlattice (T2SL) material system with the nBn structure were designed and fabricated. The band gap energy of the T2SL material was calculated as a function of the thickness of the InAs and GaSb layers by the Kronig-Penney model. Growth of the barrier material (Al0.2Ga0.8Sb) incorporated Te doping to reduce the dark current. The full width at half maximum (FWHM) of the 1st satellite superlattice peak from the X-ray diffraction was around 45 arc sec. The cutoff wavelength of the fabricated device was ${\sim}10.2{\mu}m$ (0.12eV) at 80 K while under an applied bias of -1.4V. The measured activation energy of the device was ~0.128 eV. The dark current density was shown to be $1.2{\times}10^{-5}A/cm^2$ at 80 K and with a bias -1.4 V. The responsivity was 1.9 A/W at $7.5{\mu}m$ at 80K and with a bias of -1.9V.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.25 no.3
• /
• pp.138-143
• /
• 2015

Aluminum nitride, a compound semiconductor, has a Wurtzite structure; good material properties such as high thermal conductivity, great electric conductivity, high dielectric breakdown strength, a wide energy band gap (6.2eV), a fast elastic wave speed; and excellent in thermal and chemical stability. Furthermore, the thermal expansion coefficient of the aluminum nitride is similar to those of Si and GaAs. Due to these characteristics, aluminum nitride can be applied to electric packaging components, dielectric materials, SAW (surface acoustic wave) devices, and photoelectric devices. In this study, we surveyed the crystallization and preferred orientation of AlN thin films with an X-ray diffractometer. To fabricate the AlN thin film, we used the magnetron sputtering method with $N_2$, NH3 and Ar. According to an increase in the partial pressures of $N_2$ and $NH_3$, Al was nitrified and deposited onto a substrate in a molecular form. When AlN was fabricated with $N_2$, it showed a c-axis orientation and tended toward a high orientation with an increase in the temperature. On the other hand, when AlN was fabricated with $NH_3$, it showed a-axis orientation. This result is coincident with the proposed mechanism. We fabricated AlN thin films with an a-axis orientation by controlling the sputtering electric power, $NH_3$ pressure, deposition speed, and substrate temperature. According to the proposed mechanism, we also fabricated AlN thin films which demonstrated high a-axis and c-axis orientations.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.237-238
• /
• 2007

A new strain analysis model, so called the stress matched model, in an epitaxial multilayer system is proposed. The model makes it possible to know the strain, the stress, the elastic strain energy in each epitaxial layer. Analytical formulas of strain parameters in each epitaxial layer are derived under assumptions that the substrate thickness is finite and the in-plane lattice constant is the same for all epitaxial layers for dislocation free growth. As an example, the model is applied to a 405nm InGaN/InGaN multiple quantum well laser diode. Analysis result shows that AlxGa1-xN layer with Al mole fraction of 0.06 and the thickness of 6${\mu}m$ is one of good templates for a laser. In fact, this layer structure coincides with experimentally optimized one.