• 한국결정성장학회지
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• 제23권4호
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• pp.161-166
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• 2013

실리콘 기판 위에 GaN를 성장하기 위해서 AlN 완충층을 사용해 왔다. 그러나 AlN은 아직까지 high doping이 쉽지 않기 때문에, 이로 인해 AlN를 전자소자나 광소자 제작을 위한 완충층으로 이용하는 경우 직렬 저항의 증가라는 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 AlN 완충층 대신에 금속 완충층을 사용하여 실리콘 기판 위에 GaN 박막 성장실험을 수행하였다. Al, Ti, Cr 그리고 Au 등을 금속 완충층으로 사용하여 실리콘 기판 위에 GaN 층을 성장하였다. 성장된 GaN 박막의 표면 특성을 분석하기 위해 광학현미경과 SEM을 사용하였고, 결정성과 광학적 특성을 평가하기 위하여 PL과 XRD 분석을 실시하였으며 AlN 완충층을 사용한 경우와 금속 완충층을 사용한 경우의 저항 차이를 확인하기 위하여 전류-전압 특성을 측정하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2020

본 연구에서는 패턴화된 사파이어 기판 위에 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy System) 법에 의해 50 nm 두께의 AlN thin film을 증착한 뒤, 에피층 구조가 MO CVD에서 성장되었다. AlN 버퍼층 박막의 표면형상이 SEM, AFM에 의해서, 에피층 구조의 GaN 박막의 결정성은 X-선 rocking curve에 의해 분석되었다. 패턴화된 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막은, 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막의 경우보다 XRD 피크 세기가 다소 높은 결과를 나타냈다. AFM 표면 형상에서 사파이어 기판 위에 AlN 박막이 증착된 경우, GaN 에피층 박막의 p-side 쪽의 v-pit 밀도가 상대적으로 낮았으며, 결함밀도가 낮게 관찰되었다. 또한, AlN 버퍼층이 증착된 에피층 구조는 AlN 박막이 없는 에피층의 광출력에 비해 높은 값을 나타냈다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.91-97
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• 2013

높은 전류밀도를 갖는 AlGaN/GaN 전력소자는 소자 동작 시에 발생하는 자체발열 현상으로 인해 소자의 전류-전압특성이 저하된다. 특히 열전도도가 낮은 Si 기판을 사용할 경우 더욱 심각한 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 Si기판에 성장한 AlGaN/GaN-on-Si 웨이퍼를 사용하여 전력소자를 제작하였으며, 채널 폭과 Si기판의 두께에 따른 자체 발열 현상을 측정과 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 그리고 이를 기반으로 다채널을 갖는 대면적 전력소자 설계에서 최대전류를 얻기 위하여 열방출을 효과적으로 할 수 있는 구조를 제안하였다. 비아홀과 공통전극을 사용하고 Si 기판을 100 ${\mu}m$로 얇게 하였을 때 래핑을 하지 않은 소자 대비 약 75%의 온 상태 전류증가와 68% 이상의 채널온도 감소가 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.391-392
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• 2012

In these days, the desire for the precise and tiny displays in mobile application has been increased strongly. Currently, laser displays ranging from large-size laser TV to mobile projectors, are commercially available or due to appear on the market [1]. In order to achieve a mobile projectors, the semiconductor laser diodes should be used as a laser source due to their size and weight. In this presentation, the continuous etch characteristics of Pd and AlGaN/GaN superlattice for the fabrication of blue laser diodes were investigated by using inductively coupled $CHF_3$ and $Cl_2$ -based plasma. The GaN laser diode samples were grown on the sapphire (0001) substrate using a metal organic chemical vapor deposition system. A Si-doped GaN layer was grown on the substrate, followed by growth of LD structures, including the active layers of InGaN/GaN quantum well and barriers layer, as shown in other literature [2], and the palladium was used as a p-type ohmic contact metal. The etch rate of AlGaN/GaN superlattice (2.5/2.5 nm for 100 periods) and n-GaN by using $Cl_2$ (90%)/Ar (10%) and $Cl_2$ (50%)/$CHF_3$ (50%) plasma chemistry, respectively. While when the $Cl_2$/Ar plasma were used, the etch rate of AlGaN/GaN superlattice shows a similar etch rate as that of n-GaN, the $Cl_2/CHF_3$ plasma shows decreased etch rate, compared with that of $Cl_2$/Ar plasma, especially for AlGaN/GaN superlattice. Furthermore, it was also found that the Pd which is deposited on top of the superlattice couldn't be etched with $Cl_2$/Ar plasma. It was indicating that the etching step should be separated into 2 steps for the Pd etching and the superlattice etching, respectively. The etched surface of stacked Pd/superlattice as a result of 2-step etching process including Pd etching ($Cl_2/CHF_3$) and SLs ($Cl_2$/Ar) etching, respectively. EDX results shows that the etched surface is a GaN waveguide free from the Al, indicating the SLs were fully removed by etching. Furthermore, the optical and electrical properties will be also investigated in this presentation. In summary, Pd/AlGaN/GaN SLs were successfully etched exploiting noble 2-step etching processes.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.125-129
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• 2016

In this study, we have investigated a high-temperature AlN nucleation layer and AlGaN epilayers on c-plane sapphire substrate by low-pressure metal-organic chemical vapor deposition (LP-MOCVD). High resolution X-ray diffraction (HRXRD), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscope (SEM) and Raman scattering measurements have been exploited to study the crystal quality, surface morphology, and residual strain of the HT-AlN nucleation layer. These analyses reveal that the insertion of an LT-AlN nucleation layer can improve the crystal quality, smooth the surface morphology of the HT-AlN nucleation layer and further reduce the threading dislocation density of AlGaN epifilms. The mechanism of inserting an LT-AlN nucleation layer to enhance the optical properties of HT-AlN nucleation layer and AlGaN epifilm are discussed from the viewpoint of driving force of reaction in this paper.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.722-727
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• 2022

본 논문에서는 0.25 ㎛의 게이트를 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 기반으로 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC는 9 GHz~10 GHz의 주파수 대역에서 21.6 dB 이상의 소신호 이득과 46.11dBm(40.83 W) 이상의 출력 전력을 가진다. 전력 부가 효율 특성은 43.09%~44.47%이며 칩의 크기는 3.6 mm×4.3 mm이다. 출력 전력 밀도는 2.69 W/mm²를 나타내었다. 개발된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.1-7
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• 2000

본 논문에서는 반절연성 GaAs 기판위에 $Al_2O_3$ 절연막이 제이트 절연막으로 이용된 공핍형보드 n형 채널 GaAs MOSFET(depletion mode n-channel GaAs MOSFET)를 제조하였다. 반절연성 GaAs 기판위에 1 ${\mu}$m의 GaAs 버퍼층, 1500 ${\AA}$의 n형 GaAs층, 500 ${\AA}$의 AlAs층, 그리고 50 ${\AA}$의 캡층을 차례로 성장시키고 습식열산화 시켰으며, 이를 통하여 AlAs층은 완전히 $Al_2O_3$층으로 변환되었다. 제조된 MOSFET의 I-V, $g_m$, breakdown특성 측정 등을 통하여 AlAs/GaAs epilayer/S${\cdot}$I GaAs 구조의 습식열산화는 공핍형 모드 GaAs MOSFET를 구현하기에 적합함을 알 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.554-562
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• 2015

This paper presents the design and analysis of gate-recessed AlGaN/GaN Fin-type Field-Effect Transistor (FinFET). The three-dimensional (3-D) technology computer-aided design (TCAD) simulations were performed to analyze the direct-current (DC) and radio-frequency (RF) characteristics for AlGaN/GaN FinFETs. The fin width ($W_{fin}$) and the height of GaN layer ($H_{GaN}$) are the design parameters used to improve the electrical performances of gate-recessed AlGaN/GaN FinFET.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.39-43
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• 2019

에너지 고갈 문제에 대한 대처 방안으로 수소에너지는 직간접적인 긍정적 효과를 가져온 반면, 사용시 안정성이 매우 중요한 사항이기 때문에 수소가스에 대한 정확하고 빠른 감지를 가능하게 하는 센서 기술이 요구된다. 본 연구에서는 AlGaN/GaN 이종접합 반도체 플렛폼을 활용하여 Pd 촉매 기반의 수소센서를 개발하였으며 감도를 높이기 위하여 식각 구조를 도입하였다. 온도 및 바이어스 전압이 센서의 반응도에 미치는 영향을 수소가스 위험도 최하한선 농도인 4% 수소 농도에 노출된 경우에 대하여 세심하게 분석하였다. AlGaN/GaN 이종접합의 우수한 특성에 식각 구조가 도입된 결과 56%의 높은 반응도와 0.75 초의 빠른 응답 속도 성능을 달성하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.348-352
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• 2016

In this paper, GaN film was grown on AlN/PSS by hydride vapor phase epitaxy compared with GaN on planar sapphire. Thin AlN layer for buffer layer was deposited on patterned sapphire substrate (PSS) by metal organic chemical vapor deposition. Surface roughness of GaN/AlN on PSS was remarkably decreased from 28.31 to 5.53 nm. Transmittance of GaN/AlN grown on PSS was lower than that of planar sapphire at entire range. XRD spectra of GaN/AlN grown on PSS corresponded the wurzite structure and c-axis oriented. The full width at half maximum (FWHM) values of ${\omega}$-scan X-ray rocking curve (XRC) for GaN/AlN grown on PSS were 196 and 208 arcsec for symmetric (0 0 2) and asymmetric (1 0 2), respectively. FWHM of GaN on AlN/PSS was improved more than 50% because of lateral overgrowth and AlN buffer effect.