• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.344-349
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• 2006

A sublimation epitaxial method, referred to as the Closed Space Technique (CST) was adopted to produce thick SiC epitaxial layers for power device applications. We aimed to systematically investigate the dependence of SiC epilayer quality and growth rate during the sublimation growth using the CST method on various process parameters such as the growth temperature and working pressure. The etched surface of a SiC epitaxial layer grown with low growth rate $(30{\mu}m/h)$ exhibited low etch pit density (EPD) of ${\sim}2000/cm^2$ and a low micropipe density (MPD) of $2/cm^2$. The etched surface of a SiC epitaxial layer grown with high growth rate (above $100{\mu}m/h$) contained a high EPD of ${\sim}3500/cm^2$ and a high MPD of ${\sim}500/cm^2$, which indicates that high growth rate aids the formation of dislocations and micropipes in the epitaxial layer. We also investigated the Schottky barrier diode (SBD) characteristics including a carrier density and depletion layer for Ni/SiC structure and finally proposed a MESFET device fabricated by using selective epilayer process.

• 한국진공학회지
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• 제8권3B호
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• pp.302-307
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• 1999

We have grown a high quality ZnSe(100) epilayer on the GaAs(100) substrate by hot-wall epitaxy method. The FWHM value from double-crystal x-ray diffraction rocking curve and growth rate of the ZnSe epilayer grown under the optimal growth conditions were 195 arcsec and 0.03 $\mu \textrm m$/min, respectively. The $I_2^U$ and $I_2^L$ peaks, which split by strain due to lattice mismatch between substrate and epilayer, were measured from the photoluminescence experiment. And we found that the residual impurities in ZnSe epilayer were concerned with Al or CI elements from the calculated binding energy of donor impurity.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권2호
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• pp.45-50
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• 2015

본 논문에서는 Al 조성이 점진적으로 변화된 AlGaN 에피층을 HVPE (hydride vapor phase epitaxy) 방법에 의하여 성장하였다. 소스영역의 온도는 $950^{\circ}C$, 성장 영역의 온도는 $1145^{\circ}C$에서 연속적으로 (0001) 사파이어 기판위에 성장되었고, AlGaN 에피층은 시간당 100 nm의 성장률을 보였다. FE-SEM 측정과 EDS 측정으로부터 성장층의 Al 변화를 확인하였으며, AFM 측정결과 2인치 기판위에 성장된 graded AlGaN 에피층의 거칠기는 수십 nm였다. Al 조성의 변화는 XRD 측정에 의하여 확인하였으며, Al 조성 74 %의 (002) AlGaN의 주피크 관측과 함께 연속적으로 (002) AlN 층의 피크가 확인되었다. 이는 하나의 층에 사파이어 기판으로부터 Al 조성이 점진적으로 변화하는 에피층을 HVPE 방법으로 얻었음을 증명하며, 이 결과로부터 다양한 광소자 및 전자소자의 응용이 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권3호
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• pp.96-102
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• 2020

본 논문에서는 6H-SiC (0001) 기판 위에 AlN 에피층을 혼합 소스 수소화물 기상 에피택시 방법에 의해 성장하였다. 시간당 5 nm의 성장률로 0.5 ㎛ 두께의 AlN 에피층을 얻었다. FE-SEM과 EDS 결과를 통해 6H-SiC (0001) 기판 위에 성장된 AlN 에피층 표면을 조사하였다. HR-XRD와 계산식을 통해 전위 밀도를 예측하였다. 1.4 × 10⁹ cm^-2의 나사 전위 밀도와 3.8 × 10⁹ cm^-2의 칼날 전위 밀도를 가지는 우수한 결정질의 AlN 에피층을 확인하였다. 혼합소스 HVP E 방법에 의해 성장된 6H-SiC 기판 위의 AlN 에피층은 전력소자 등에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.376-383
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• 1986

In this paper, we show that the growth rate of MBE GaAs epitaxial layer is controlled entirely by the flux density of the Ga beam, impinging on the substrate surface, and is linearly proportional to the Ga effusion cell temperature and the growth time. According to our investigation of the epitaxial layer surfvace through RHEED, AES, SIMS and SEM, if the growth temperature is maintained above 590\ulcorner, the surface crystal structure, flathness and stoichiometry become significantly enhanced, and the epilayer surface has a smooth mirror-like appearance.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.213-218
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• 2001

The characteristics of the fluid flow and mass transfer in a vertical atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) are numerically studied. In order to get the optimal process parameters for the uniformity of deposition on a substrate, Navier-Stokes and energy equations have been solved for the pressure, mass-flow rate and temperature distribution in a CVD reactor. Results show that the thermal boundary condition at the reactor wall has an important effect in the formation of buoyancy-driven secondary cell when radiation effect is considered. Results also show that reduction of the buoyancy effect on the heated reactor improves the uniformity of deposition.

• 한국결정학회지
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• 제14권2호
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• pp.93-104
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• 2003

The crystals of group-Ⅲ nitride semiconductors with wurtzite structure exhibit a strong polarity. Especially, GaN has characteristics of different growth rate, anisotropic electrical and optical properties due to the polarity. In this work, GaN epilayer was grown and the polarities of the crystals were observed by the chemical wet etching and SP-EFM. GaN thin films were deposited on c-plane A1₂O₃ substrate under the variations of growth conditions by HVPE such as the deposition temperature of the buffer layer, the deposition time, the ratio of Group-V and Ⅲ and the deposition temperature of the film. The adquate results were obtained under the conditions of 500℃, 90 seconds, 1333 and 1080℃, respectively. It is observed that the GaN layer grown without the buffer layer has N-polarity and the GaN layer grown on the buffer layer has Ga-polarity. Fine crystal single particles were grown on c-plane A1₂O₃ and SiO₂, layer. The external shape of the crystal shows ｛10-11｝｛10-10｝(000-1) planes as expected in the PBC theory and anisotropic behavior along c-axis is obvious. As a result of etching on each plane, (000-1) and ｛10-11｝planes were etched strongly due to the N-polarity and ｛10-10｝ plane was not affected due to the non-polarity. In the case of the crystal grown on c-plane A1₂O₃, two types of crystals were grown. They were hexagonal pyramidal-shape with ｛10-11｝plane and hexagonal prism with basal plane. The latter might be grown by twin plane reentrant edge (TPRE) growth.

• 한국진공학회지
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• 제5권3호
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• pp.206-212
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• 1996

저압MOCVD 방법을 이용하여 76 Torr에서 $In_{1-x}Ga_xAs$ 에피층을 성장하였다. 성장온도에 따른 성장속도의 변화는 크지 않았으며, 격자불일치와 성장온도, $AsH_3/(TMIn+TMGa)$ 비에 따라 표면형상이 변화하는 경향성을 관찰하였다. 깨끗한 byaus을 가지는 $In_{1-x}Ga_xAs$ 에피층의 5K PL 측정을 통하여 2.8meV 반가폭을 가지는 결정성이 좋은 에피가 성장되었음을 확인하였다. 성장온도에 따른 조성의 변화는 크지 않았으며, 고체상에서의 $In_{1-x}Ga_xAs$ 조성은 기체상에서의 원료가스의 확산단계에 의해 결정되었다. 격자불일치와 성장온도가 $In_{1-x}Ga_xAs$ 에피층의 전기적 특성을 결정하는 가장 중요한 변수로 확인되었고, 최적조건에서 성장한 에피층에 대해 상온에서 $8{\times}10^{14}/cm^3$의 전자농도와 11,000$\textrm{cm}^2$/V.sec 의 전자이동도를 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.187-187
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• 2013

양자점(Quuantum dot, QD)은 0차원 특성을 가지는 구조로 양자 구속 효과로 인하여 bulk와 는 다른 구조적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있다. InAs QD는 size와 barrier의 bandgap 조절을 이용하여 쉽게 bandgap을 바꿀 수 있는 장점이 있어 solar cell, semiconductor laser diode, infrared photodetector 등으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 Stranski-Krastanov (SK) mode로 성장한 InAs QD는 보통 GaAs epilayer와의 lattice mismatch (7%)를 이용하여 성장을 하고 이로 인하여 strain을 가지고 있고 QD의 density와 stack이 높을수록 strain이 커진다. 하지만 sub-monolayer (SML) QD 같은 경우 wetting layer가 생기는 지점인 1.7 ML이하에서 성장되는 성장 방식으로 SK-QD보다는 작은 strain을 가지게 된다. 또 QD의 size가 작아 SK-QD보다 큰 bandgap을 가지고 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)를 이용하여 semi-insulating GaAs substrate 위에 InAs QD를 0.5/1/1.5/1.7/2/2.5 monolayer로 성장을 하였다. GaAs과 InAs의 성장온도와 성장속도는 각각 $590^{\circ}C$, 0.8 ML/s와 $480^{\circ}C$, 0.2 ML/s로 성장을 하였으며 적층사이의 interruption 시간은 10초로 고정하였고 10주기를 성장하였다. Photoluminescence (PL)측정 결과 SML-QD는 size에 따라서 energy가 1.328에서 1.314 eV로 약간 red shift를 하였고 SK-QD의 경우 1.2 eV의 energy정도로 0.1 eV이상 red shift 하였다. 이는 QD size에 의하여 energy shift가 있다고 사료된다. 또 wetting layer의 경우 1.41 eV의 energy를 가지는 것으로 확인 하였다. SML-QD는 SK-QD 보다 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 작은 것은 확인을 하였고 strain field의 감소로 해석된다. 하지만 SML-QD의 경우 SK-QD보다 상대적으로 작은 PL intensity를 가지고 있었다. 이를 개선하기 위해서는 보다 높은 QD density를 요구하게 되는데 growth temperature, V/III ratio, growth rate 등을 변화주어서 연구할 계획이다.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.81-89
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• 1994

전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.