• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.16 no.5
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• pp.695-701
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• 2016

Be-doped GaSb layers were grown on highly mismatched semi-insulating GaAs substrate (001) with $2^{\circ}$ offcut towards <110> at low growth temperature, by molecular beam epitaxy (MBE). The influence of Be doping on the crystallographic quality, surface morphology, and electrical properties, was assessed by X-ray diffraction, Nomarski microscopy, and Hall effect measurements, respectively. Be impurities are well behaved acceptors with hole concentrations as high as $9{\times}10^{17}cm^{-3}$. In addition, the reduction of GaSb lattice parameter with Be doping was studied.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.11 no.11
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• pp.37-45
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• 1998

In this paper, present status of super high-efficiency tandem solar cells has been reviewed and key issues for realizing super high-efficiency have also been discussed. In addition, the terretrial R&D activities of tandem cells, in the New Sunshine Program of MITI(Ministry of International Trade and Industry) and NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization) in Japan are reviewed briefly. The mechanical stacked 3-junction cells of monolithically grown InGaP/GaAs 2-junction cells and InGaAs cells have reached the highest efficiency achieved in Japan of 33.3% at 1-sun AM1.5. This paper also reports high-efficiency InGaP/GaAs 2-junction solar cells with a world-record efficiency of 26.9% at AM0, 28$^{\circ}C$ and radiation damage recovery phenomena of the tandem cell performance due to minority-carrier injection under light illumination or forward bias, which causes defect annealing in InGaP top cells. Future prospects for realizing super-high efficiency and low-cost tandem solar cells are also described.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.152-152
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• 2011

Silicon 기반의 환경에서 연구 및 제조되는 전자소자는 반도체의 기술이 발전함에 따라 chip 선폭의 크기가 30 nm에서 20 nm, 그리고 그 이하의 크기로 점점 더 작아지는 요구에 직면하고 있다. 탄소나노 구조와 나노와이어 기술이 Silicon을 대신할 다음세대 기술로 주목받고 있다. 많은 연구결과들 중에서 III-V CMOS가 가장 빠른 접근 방법이라 예상한다. III-V족 물질을 이용하면 electron 보다 수십 배 이상의 이동도를 얻을 수 있으나 p-type의 구조를 구현하는 것이 해결해야 할 문제이다. p-type 3-5 족 화합물을 이용하여 에너지 밴드 갭의 변화를 가능하게 한다면 hole의 이동도를 크게 향상시킬 수 있어 silicon 기반의 p-type 소자보다 2~3배 더 빠른 소자의 구현이 가능하다. 3-5족 화합물 반도체의 성장 기술이 많이 진보되어 이를 이용하여 고속 소자를 구현한다면 시기적으로 더욱 빨리 다가올 것이라 예측한다. 에너지 밴드갭의 변화와 격자 부정합을 고려하여 SI InP 기판에 GaSb 물질을 채널로 사용한 p-type 2-dimensional hole gas (2DHG) 소자를 구현하였다. 관찰된 소자 구조의 박막 상태의 특징을 보이며 10 um ${\times}$ 10 um AFM 측정결과 1 nm 이하의 표면 거칠기를 가지며 상온에서의 hole 이동도는 약 650 cm2/Vs이고 sheet carrier density는 $5{\times}1012$ /cm2의 결과를 확인하였다. 실험결과 InP 기판위에 채널로 사용된 GaSb 박막을 올리는데 있어 가장 중요한 것은 Phosphorus, Arsenic, 그리고 Antimony 물질의 양과 이들의 변화시간의 조절이다. 본 발표에서 Semi-insulating InP 기판위에 electron이 아닌 hole을 반송자로 이용한 차세대 고속 전자소자를 구현하고자 하여 MBE (Molecular Beam Epitaxy)로 p-type 소자를 구현하여 실험하였다. 아울러 더욱 빠른 소자의 구현을 위하여 세계의 유수 그룹들의 연구 결과들과 앞으로 예상되는 고속 소자에 대해서 비교와 함께 많은 기술에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.1
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• pp.13-20
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• 2021

GaN has shown good potential owing to its better chemical stability than other materials and tunable bandgap with materials such as InN and AlN. Tunable bandgap allows GaN to make the maximum utilization of the solar spectrum, thus improves the solar-to-hydrogen (STH) efficiency. In addition, GaN band gap contains the oxidation and reduction level of water, so it can split water without external voltage. However, STH efficiency using GaN itself is low and has been actively studied recently to improve it. In this thesis, we have summarized the studies related to the use of GaN as a photoelectrode for photoelectrochemical water splitting.

• 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.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.27 no.2
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• pp.89-93
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• 2017

GaN single crystals were grown by controlling of various processing parameters such as growing temperature, V/III ratio and growing rate. We optimized thickness of bulk GaN single crystal by analyzing defect of surface and inside of the GaN single crystal for application to high brightness and power device. 2-inch bulk GaN single crystals were grown by HVPE (hydride vapor phase epitaxy) on sapphire and their thickness was 0.3~7.0 mm. Crystal structure of the grown bulk GaN was analyzed by XRD (X-ray diffraction). The surface characteristics of the grown bulk GaN were observed by OM (optical microscope) and SEM (scanning electron microscopy) with measuring EPD (etch pits density) of the GaN crystals.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.23 no.5
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• pp.213-217
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• 2013

The GaN layer was typical III-V nitride semiconductor and was grown on the sapphire substrate which cheap and convenient. However, sapphire substrate is non-conductivity, low thermal conductivity and has large lattice mismatch with the GaN layer. In this paper, the poly GaN epilayer was grown by HVPE on the metallic compound graphite substrate with good heat dissipation, high thermal and electrical conductivity. We tried to observe the growth mechanism of the GaN epilayer grown on the amorphous metallic compound graphite substrate. The HCl and $NH_3$ gas were flowed to grow the GaN epilayer. The temperature of source zone and growth zone in the HVPE system was set at $850^{\circ}C$ and $1090^{\circ}C$, respectively. The GaN epilayer grown on the metallic compound graphite substrate was observed by SEM, EDS, XRD measurement.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.26 no.3
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• pp.89-94
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• 2016

In this study, the crystalline property of a-plane GaN epitaxial layer grown on r-plane sapphire by a HVPE method has been investigated according to the V/III ratio and the growth time of multi-step growth. Furthermore, these results were compared with the previous result obtained from the single-step growth of a-plane GaN on r-plane sapphire substrate. In the multi-step growth for a-plane GaN epitaxial layer on r-plane sapphire, the FWHM values of rocking curve in GaN epitaxial layer were decreased as the HCl source flow rate and the growth time were increased. The void formed in epitaxial layer was continuously decreased as the growth time in first step and second step using a higher HCl flow rate was increased. As a result, the GaN layer obtained with the longest growth time on the first step and second step exhibited the lowest FWHM values of 584 arcsec and the smallest dependence of azimuth angle.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.355-355
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• 2012

Si (111) 기판 위에 polystyrene (PS) bead를 사용하여 만들어진 약 100 nm 나노 구멍에 GaN나노선을 molecular beam epitaxy 법으로 성장하였다. 성장 온도와 III/V 비율 변화에 대하여 성장된 GaN 나노선의 모양과 광학적 특성은 scanning electron microscopy (SEM)와 photoluminescence (PL) 등으로 조사하였으며, InN/GaN 이종접합 및 InGaN p-n 다이오드구조를 성장하여 atomic force microscopy의 tip 접촉방법으로 전기적 특성을 조사하였다. PL 측정 결과 성장온도가 높아지면 Ga 빈자리와 관계된 3.28 eV의 donor acceptor pair (DAP) 신호와 3.42 eV의 stacking faults (SF) 결함에 기인된 발광 신호세기가 감소하는 결과를 SEM으로부터 나노선 폭 및 길이는 좁아지면서 짧아지는 것을 관측하였다. 또한 nitrogen 원자양이 증가하면서 Ga 빈자리와 관련된 3.28 eV DAP 신호가 증가하는 것을 관측하였다. 이들 결과로부터 GaN 나노선의 SF 발광 신호관련 원인에 대하여 논의 하였다. AFM을 이용한 I-V 측정으로부터 성장조건 변화에 따른 GaN 나노선 및 p-n 접합 나노선의 전도 특성을 조사하여 나노선의 소자 응용에 대한 기본적인 물리특성을 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.335-335
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• 2012

III-V 족 반도체 물질 중, GaN는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 트랜지스터, 스핀트로닉스 등의 응용에 유용한 물질이다 [1]. 실시간 성장 제어 및 최적화된 특정 소자 응용을 위해서는 GaN의 다양한 온도에 대한 유전율 함수 정보가 필수적이다. 편광분석법을 이용한 상온에서의 hexagonal GaN 유전율 함수는 이미 여러 연구에서 보고되었고, 80~650 K 사이의 온도 범위에 대한 언구도 수행되었다 [2,3]. 그러나, 온도변화에 대한 GaN 유전율 함수와 $E_0$ 전이점에 대한 해석은 부정확하다. 따라서 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 분자살박막증착장치를 이용하여 c-축 방향 (0001)으로 성장 시킨 hexagonal GaN를 0.74~6.42 eV 에너지 구간에서 보다 확장된 온도 영역(26~693 K)의 유전율 함수를 편광분석법을 이용하여 측정하였다. 측정된 GaN의 유전율 함수를 회기분석법을 통한 2차 미분 표준해석법을 이용해 분석 하였고, 그 결과 $E_0$와 excitonic $E_0$ 전이점을 명확히 얻을 수 있었다. 온도가 감소함에 따라 격자상수 및 전자-포논 상호작용이 감소하여 전자 전이점이 청색천이 하고, 그 구조가 명확해 지는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과는 GaN 유전율 함수의 온도 의존성에 대한 데이터베이스를 제공함은 물론, 실시간 모니터링과 GaN를 기반으로 하는 광소자 제작 등에 유용할 것이다.