• 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.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.168-173
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• 2020

AlN의 열 산화 공정에서 발생하는 거동 및 메커니즘을 확인하기 위해 bulk AlN 단결정에 대해 대기분위기에서 온도에 따라 열처리를 수행하였다. 800℃의 온도에서 bulk AlN의 본격적인 산화 및 Al-oxide 들의 성장이 일어난 것을 확인하였고, 온도가 증가함에 따라 산소 성분의 wt%가 증가하는 반면 질소 성분의 wt%는 감소하는 경향을 보였다. 900℃에서 열처리하는 경우, 성장 된 Al-oxide은 이웃한 Al-oxide와 merging되어 α-Al₂O₃ 다결정을 형성하기 시작했다. 1000℃의 온도에서 열처리하는 동안, 육각 피라미드 형 α-Al₂O₃ 다결정이 명확히 형성되었음을 확인하였다. X-선 회절 패턴 분석을 통해 bulk AlN의 온도에 따른 표면 결정 구조의 변화를 자세히 조사하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.242-245
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• 2009

종자결정을 사용하지 않고 AlN 결정을 승화법으로 성장하였으며, 결정이 성장되는 양상을 고찰하였다. AlN 결정으로 성장된 상은 다결정 상이었으며, 약 $60\sim160\;{\mu}m$의 크기를 가졌으며, $0.2\sim0.5\;{\mu}m/hr$의 성장 속도로 성장되었다. 성장된 결정구조는 AlN 결정의 결정 구조가 반영된 육방정계의 결정상으로 성장되었음을 관찰하였으며, 주상 구조(columnar structure)로 성장된 후 횡적 성장(lateral growth)하는 양상을 보이면서 대형화됨을 알 수 있었다. 성장된 결정의 표면에서는 다량의 pinhole이 관찰되었으며, 광학현미경과 SEM을 이용하여 성장 morphology의 변화과정을 고찰하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권6호
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• pp.279-282
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• 2013

최근 관심이 높아지고 있는 GaN, SiC 단결정과 함께 자외선 LED 및 전력 반도체 용 기판 소재로서 응용성이 높은 질화갈륨(AlN, Aluminum Nitride) 단결정을 성장하였다. 아직 상용화된 AlN 기판은 없지만, 단결정 성장에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 최초로 AlN 단결정의 성장 결과 직경 약 8 mm의 결정을 성장하였다. 성장된 단결정은 광학현미경으로 관찰하였으며, DCXRD를 통하여 결정성을 평가한 결과를 보고하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.265-268
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• 2012

대형의 고품질 AlN 단결정은 자외선 LED 및 전력 반도체 소자용으로 중요성이 크다. 그러나, 아직 1인치급의 고품질 단결정에 대해서는 보고된 바가 없다. AlN 성장을 위한 PVT 공정에서는 성장 속도 증가를 위하여 성장 결정의 형상을 고찰하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 PVT 공정으로 성장된 AlN 결정의 성장 형태에 대하여 고찰하였다. 광학현미경을 이용하여 결정의 형태와 성장 facet에 대하여 관찰하고, 결정의 성장 습성과 관련하여 고찰하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권1호
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• pp.32-34
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• 2015

PVT(Physical vapor transport)법으로 벌크형 종자 결정을 이용하여 AlN 단결정을 성장 시켰다. 성장과정은 고주파 유도 가열 코일을 이용한 방법으로 진행되었다. 카본 도가니의 하단에 원료 분말을 장입하고 종자 결정은 도가니의 상부에 부착하였다. 성장 조건으로 온도는 $2000{\sim}2100^{\circ}C$ 사이에서 이루어 졌으며 챔버내 압은 $1{\times}10^{-1}{\sim}200$ Torr로 유지하였다. 또한 가열 위치를 결정짓는 hot-zone 조절이 성장의 시간이 진행됨에 따라 수정되었다. 이러한 조건하에 약 600시간 성장시킨 결과로 장축 직경 17 mm 두께 7 mm의 AlN 단결정이 얻어졌으며, Laue X-Ray 장치을 이용하여 성장된 결정의 방향을 조사한 결과 R방향[011]으로 성장 되었음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.22-26
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• 2001

Plasma assisted molecular beam epitaxy(PAMBE)를 사용하여 Si 기판위에 성장시킨 AlN 박막에 대하여 성장온도 및 기판의 방향성에 따른 박막의 결정성 변화를 분석하였다. Reflection high energy electron diffraction(RHEED) 패턴을 이용하여 성장 중의 결정성을 관찰하였고, 성장 후에는 X-ray diffraction(XRD), double crystal X-ray diffraction(DCXD), transmission electron microscopy/diffraction(TEM/TED)분석을 하였다. $850^{\circ}C$이상의 온도에서 Si(100)위에 성장된 AlN박막은 육방정계의 c축 방향으로 우선 배향되어 있음을 확인하였으며 Si(111)위에 성장된 AlN박막의 경우 AlN(0001)/Si(111), AlN(1100)/Si(110), AlN(1120)/Si(112)의 결정방위를 가지고 성장하였음을 확인하였다. 또한 Si(111) 기판 위에서는 전위와 적층결함 등 많은 결정결함에 의해 DCD패턴의 반치폭이 2$\theta$=$36.2^{\circ}$에서 약 3000arcsec에 이르는 등 결정성은 좋지 않았으나 AlN박막이 단결정으로 성장된 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권2호
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• pp.54-58
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• 2014

PVT(물리 기상 이동법, Physical Vapor Transport) 법을 적용하여 질화알루미늄(AlN, Aluminum Nitride) 단결정을 성장하였으며, 성장된 결정의 결정성과 성장 온도에 따른 상에 대하여 고찰하였다. 성장된 단결정은 광학현미경을 이용하여 결정의 상을 관찰하였고, 관찰된 결과를 비교 분석하여 본 실험에 적용된 성장 장치에서의 최적의 성장 온도 조건을 설정할 수 있었다. 본 연구에서는 AlN 단결정 성장 결과를 비교 고찰하여 보고하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권3호
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• pp.98-102
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• 2024

본 연구에서는 ㎛ 및 nm 크기를 갖는 상용 AlN 분말을 XRD 분석을 통해 선별 후, 유도가열로를 활용하여 상이한 온도에서 소결하여 최적화된 소결 온도 및 물성 특성을 조사하였다. 소결 온도는 1,500, 1,700 그리고 1,900℃ N₂ 분위기에서 진행되었으며, 소결된 AlN 펠렛은 SEM, XRD, Raman 분석을 이용하여 최적화된 소결 온도 조건을 확립하였다. 또한 Impedance 분석을 진행하여 소결 조제 없이 제작된 AlN 펠렛의 전기적 특성을 확인하였다.