• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.4
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• pp.271-275
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• 2011

The role and effect of Sb surfactant on structure and properties of p type gallium nitride (GaN) epilayers have been investigated. It was found that there was a increase of hole concentration with Sb surfactant, compared to typical Mg-doped p-GaN. The structural and optical quality of p-GaN epilayers were accessed by x-ray diffraction, photoluminescence and atomic force microscope measurements. The results clearly show that the increase in hole concentration with Sb surfactant can be resulted from decrease in the dislocations and nitrogen point defects.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.146-147
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• 2012

InP 기판위에 자발성장법으로 성장된 InAs 양자점은 $1.55{\mu}m$ 영역에서 발진하는 양자점 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기를 제작할 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 광통신 대역의 $1.55{\mu}m$ 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기 분야에서 InAs/InP 양자점이 많은 관심을 받고 있으나, InAs/GaAs 양자점에 비해 제작이 어려운 단점을 가지고 있다. InAs/InP 양자점은 InAs/GaAs 양자점에 비해 격자 불일치가 작아 양자점의 크기가 크고 특히 As 계 박막과 P 계박막의 계면에서 V 족 원소 교환 반응으로 계면 특성 저하가 발생하여 성장이 까다롭다. As 과 P 간의 교환반응은 성장온도와 V/III 에 의해 크게 영향을 받는 것으로 보고되었다. 그러나, P계 InGaAsP 박막 위에 InAs 성장 시 발생하는 As/P 교환반응에 대한 연구는 매우 적다. 본 연구에서는 InGaAsP 박막 위에 InAs 양자점 성장 시 GI (growth interruption)에 의한 As/P 교환반응이 InAs 양자점의 형상 및 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 시료는 수직형 저압 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD)를 이용하여 $520^{\circ}C$의 온도에서 성장하였다. 그림1(a) 구조의 양자점은 InP (100) 기판위에 InP buffer layer를 성장한 후 InP와 격자상수가 일치하는 $1.1{\mu}m$ 파장의 InGaAsP barrier를 50 nm 성장하였다. 그 후 As 분위기 하에서 다양한 GI 시간을 주었고 그 위에 InAs 양자점을 성장하였다. 양자점 성장 후 InGaAsP barrier를 50 nm, InP capping layer를 50 nm 성장하였다. AFM측정을 위해 InP capping layer 위에 동일한 GI 조건의 InAs/InGaAsP 양자점을 성장하였고 양자점 성장 후 As분위기 하에 온도를 내려주었다. 그림1(b) 구조의 양자점은 그림1(a) 와 모든 조건은 동일하나 InAs 양자점과 InGaAsP barrier 사이에 GaAs 2ML를 삽입한 구조이다. 양자점 형상 특성 평가는 Atomic force microscopy를 이용하였으며, 광특성 분석은 Photoluminescence를 이용하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.12
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• pp.1216-1221
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• 1999

GaN films were deposited on sapphire [$Al_2O_3(0001)$] substrates at relatively low temperature by MOCVD using N-atom source based on a Dielectric Barrier Discharged method. Ammonia gas($NH_3$is commonly used as an N-source to grow GaN films in conventional MOCVD process, and heating to high temperature is required to provide sufficient dissociation of $NH_3$. We used a dielectric barrier discharge method instead of $NH_3$ to grow GaN film relatively low temperature. DBD is a type of discharge, which have at least one dielectric material as a barrier between electrode. DBD is a type of controlled microarc that can be operated at relatively high gas pressure. Crystallinity and surface morphology depend on growth temperature and buffer layer growth. With the DBD-MOCVD method, wurtzite GaN which is dominated by the (0001) reflection was successfully grown on sapphire substrate even at $700^{\circ}C$.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.1
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• pp.6-10
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• 2009

In this paper, a selective area growth (SAG) of a GaN/AlGaN double heterostructure (DH) has been performed on r-plane sapphire substrate by using the mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) with multi-sliding boat system. The SAG-GaN/AlGaN DH consists of GaN buffer layer, Te-doped AlGaN n-cladding layer, GaN active layer, Mg-doped AlGaN p-cladding layer, and Mg-doped GaN p-capping layer. The electroluminescence (EL) characteristics show an emission peak of wavelength, 439 nm with a full width at half maximum (FWHM) of approximately 0.64 eV at 20 mA. The I-V measurements show that the turn-on voltage of the SAG-GaN/AlGaN DH is 3.4 V at room temperature. We found that the mixed-source HVPE method with a multi-sliding boat system was one of promising growth methods for III-Nitride LEDs.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.308.2-308.2
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• 2014

최근 III-N계 물질 기반의 광 반도체 중 m-면 사파이어 기판을 사용하여 반극성 (11-22) GaN박막을 성장하는 광반도체의 발광효율을 높이려는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만, 반극성 (11-22) GaN와 m-면 사파이어 기판과의 큰 격자상수 차이와 결정학적 이방성의 차이에 의해 많은 결정 결함이 발생하게 된다. 이러한 결정결함들은 반극성 LED소자내에서 누설전류 및 비발광 재결합, 순방향전압 등의 소자특성을 저하시키는 큰 요인이 되기 때문에 고효율 발광소자를 제작함에 있어 어려움을 야기시킨다. 이러한, 반극성 LED 소자의 효율 향상을 위해 결함 분석에 대한 연구를 주를 이루고 있는 상황으로, n-GaN층에 Si도핑에 관한 연구가 진행되고 있다. 이미 극성과 비극성에서는 n-GaN층에 Si이 도핑이 증가될수록 결정질이 향상되고, 양자우물의 계면의 질도 향상 되었다는 보고가 있다. 본 연구에서는 반극성 (11-22) GaN 기반의 발광소자를 제작함에 있어 n-GaN 층의 도핑 농도 변화를 통한 반극성 GaN 박막의 결정성 및 전기적 특성 변화에 따른 LED소자의 전계 발광 특성에 대한 연구를 진행하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 m-면 사파이어 기판에 $2.0{\mu}m$두께의 반극성 (11-22) GaN 박막을 저온 GaN완충층이 존재하지 않는 고온 1단계 성장법을 기반으로 성장하였다.[3] 이후, $2.0{\mu}m$ 반극성 (11-22) GaN 박막 위에 $3.5{\mu}m$ 두께의 n-GaN 층을 성장시켰다. 이때, n-형 도펀트로 SiH4 가스를 4.9, 9.8, 19.6, 39.2 sccm으로 변화하여 성장하였다. 이 4가지 반극성 (11-22) n-GaN 템플릿을 이용하여 동일 구조의 InGaN/GaN 다중양자우물구조와 p-GaN을 성장하여 LED 구조를 제작하였다. X-선 ${\omega}$-rocking curve를 분석한 결과, 이러한 특성은 반극성 (11-22) n-GaN층의 Si 도핑농도 증가에 따라서 각 (0002), (11-20), (10-10) 면에서 결정 결함이 감소하고, 반극성 (11-22) n형 GaN템플릿을 이용하여 성장된 반극성 GaN계 LED소자는 20mA인가 시 도핑 농도 증가에 따라 9.2 V에서 5.8 V로 전압이 감소하였으며 역방향 전류에서도 누설전류가 감소함이 확인되었다. 또한, 전계 발광세기도 증가하였는데, 이는 반극성 n형 GaN박막의 실리콘 도핑농도 증가에 따라 하부 GaN층의 결정성이 향상과 더불어 광학적 특성이 향상되고, n형 GaN층의 전자 농도 및 이동도의 동시 증가에 따라 전기적 특성이 향상 됨에 따라 LED소자의 전계 발광 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.24-24
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• 2003

Research activity in the III-V nitrides materials system has increased markedly in the past several years ever since high-brightness blue light-emitting diodes (LEDs) became commercially available. Despite of excellent optical properties of the GaN, however, inherently poor thermal property of the sapphire used as a substrate material n these devices may lead to thermal degradation of devices, especially during their high power operation. Therefore, dependable thermal analysis and packaging schemes of GaN-based LEDs are necessary for solid lighting applications under high power operation. In this paper, emphasis will be placed upon thermal design of GaN-based LEDs. Thermal measurements of LEDs on chip and packaging scale were performed using the liquid crystal thermographic technology and micro thermocouples for different bias conditions. By a series of optical arrangement, hot spots with specific transition temperatures were obtained with increasing input power. Thermal design of LEDS was made using the finite element method and analytical unit temperature profile approach with optimal boundary conditions. The experimental results were compared to the simulated data and the results agree well enough for the establishment of dependable prediction of thermal behavior in these devices. The paper will present a more detailed understanding of the thermal analysis of the GaN-based blue and white LEDs for high power applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.223-223
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• 2010

InSb 물질은 다른 III-V족 물질들과 비교해서 bandgap이 낮고 전자 이동도가 높아, 소자 구현 시 낮은 전압으로도 고속 동작 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 Si, GaAs 또는 InP 등 쉽게 구할 수 있는 기판과 격자 부정합이 커서 상기 기판에 성장시 많은 defect가 존재하는 단점이 있다. 그러므로 이를 상기 기판에 성장하는데 meta-morphic이라 불리는 성장 기술이 요구되는 어려움이 있다. 본 발표에서 Semi-insulating GaAs 기판위에 고품질의 InSb 박막을 성장하기 위해 grading buffer technique을 도입하며 이에 대한 여러 가지 비교실험과 함께 최적의 성장 방법과 기술에 대해 논의 한다. GaAs와 InSb 물질사이의 bandgap과 격자 부정합을 고려하여 AlSb 물질을 먼저 성장하면서 동시에 InxAl1-xSb로 변화를 주어 InSb 박막이 성장되도록 하였다. ($x=0{\rightarrow}1$). 성장 온도 변화 및 In과 Al의 조성비에 변화를 주어 grading 기법으로 성장하였고 상기 grading buffer위에 InSb 박막을 0.65um 성장하였다. $10um{\times}10um$ AFM 측정결과 2.2nm 정도의 표면 거칠기를 가지며 상온에서의 전자 이동도는 약 46, 300 cm2/Vs 이고 sheet electron density는 9.47(e11) /cm2의 결과를 확인하였다. 실험결과 InSb 박막을 올리는데 있어 가장 고려할 사항인 GaAs 기판과 InSb 박막 사이에 존재하는 격자 부정합을 어떻게 해결하는가에 대해서, 기존의 여러가지 방법과 비교해서 grading buffer 기술이 유효하다는 것을 증명하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.12 no.3
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• pp.190-194
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• 2002

InN/GaN multi-layers were grown by metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD) in order to get the appropriate structure for an high power blue-green light emitting diode(LED), and effects of growth conditions (growth temperature, pressure, and $trimethylindium(TMIn)-NH_3-N_2\; flow\; rare)$ on the integrated photoluminescence (PL) intensity and PL peak energy in InN/GaN multi-layers were investigated. The optimized growth conditions with the highest integrated PL intensity for InN/GaN multi-layers were obtained: the growth temperature at $780^{\circ}C$, the growth pressure at 325 Torr, the TMIn flow rate with 150 $m\ell$/min, the $NH_3$flow rate with 3.2 ι/min, and $N_2$ flow rate with 2 ι/min.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.12
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• pp.761-765
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• 2006

[ $II-III_2-(S,Se)_4$ ] structured of phosphor has been used at various field because those have high luminescent efficiency and broad emission band. Among these phosphors, the europium doped $BaGa_2S_4$ was prepared by solid-state method and had high potential application due to an emissive property of UV region. Also, the common sulfide phosphors were synthesized by using injurious $H_2S\;or\;CS_2$ gas. However, in this study $BaGa_2S_4:Eu^{2+}$ phosphor in addition to excess sulfur was prepared under at 5% $H_2/95%\;N_2$ reduction atmosphere. Thus, this process could be considered as large scale synthesis because of non-harmfulness and simplification. The photoluminescence efficiency of the prepared $BaGa_2S_4:Eu^{2+}$ phosphor increased 20% than that of commercial $SrGa_2S_4:Eu^{2+}$ phosphor. The prepared $BaGa_2S_4:Eu^{2+}$ could be applied to green phosphor for white LED of three wavelengths.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.3
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• pp.102-105
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• 2001

A parametric cmpariosn of etch rate and etch selectivity has been performed for GaN, InN and AIN etched in chlorine- and boron halides-based Inductively Coupled Plasma (ICP) discharges. Chlorine-based chemistries produced controllable etch rates (50~150 nm/min) and maximum etch selectivities ~6 for InN over GaN and ~10 for InN over AlN. Maximum etch selectivities of ~100 for InN over GaN and InN over AlN were obtained in boron halides-based discharges and smooth etched surface morphologies were also achieved.