• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.81-84
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• 2002

The effects of the isoelectronic AI-doping of GaN grown by metal organic chemical vapor deposition were investigated for the first time using scanning electron microscopy (SEM), Hall measurements, photoluminescence (PL), and time-resolved PL. When a certain amount of Al was incorporated into the GaN films, the room temperature photoluminescence intensity of the films was approximately two orders larger than that of the undoped GaN. More importantly, the electron mobility significantly increased from 130 for the undoped sample to $500\textrm{cm}^2/Vs$ for the sample grown at a TMAl flow rate of $10{\mu}mol/min$, while the unintentional background concentration only increased slightly relative to the TMAl flow. The incorporation of Al as an isoelectronic dopant into GaN was easy during MOCVD growth and significantly improved the optical and electrical properties of the film. This was believed to result from a reduction in the dislocation-related non-radiative recombination centers or certain other defects due to the isoelectronic Al-doping.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

Display 산업의 확대로 인해 광학적 특성 및 전기적 특성이 우수한 TCO (Transparent conductive oxide) 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존에는 ITO가 대부분의 분야에서 이용되었지만 In의 경제적인 단점으로 인해 새로운 대체물로써 ZnO가 떠오르고 있다. ZnO는 전형적인 n-type 반도체이며, wide band gap 물질로써 Al, Ga, B과 같은 3 족 원소를 doping 함으로써 광학적 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 최근에는 ZnO의 이온반경과 비슷한 Ga을 도핑한 Ga-doped ZnO 박막에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 ZnO에 Ga을 도핑함으로써 격자결함을 최소화 시키고 carrier concentration 및 hall mobility를 향상시켜 전기전도도의 향상을 이루기 때문이다. 본 연구에서는 $Ga_2O_3$이 3wt% doping 된 ZnO rotating cylindrical target 을 DC magnetron sputtering 을 이용하여 2 kW의 파워와 70 kHz의 주파수를 고정하고, 증착 온도를 변화시켜 유리 기판 위에 Ga-doped ZnO 박막을 증착 하였다. 증착 시 온도가 Ga-doped ZnO 박막에 미치는 영향을 관찰하기 위해 박막 표면의 조성을 분석하였고, 결정성 및 전기적 특성의 변화를 통해 박막의 특성을 비교 평가하였다. Ga-doped ZnO 박막의 표면과 두께는 SEM (Scanning electron microscope) 분석을 통해 관찰하였고, XRD (X-ray diffractometer) 를 이용하여 결정학적 특성을 확인하였다. 또한 Van der Pauw 방법을 이용한 hall 측정을 통해 resistivity, carrier concentration, hall mobility를 분석하였고, UV-Vis를 이용하여 박막의 투과율을 분석하였으며, 이를 토대로 투명 전도막으로써 Ga-doped ZnO 박막의 응용 가능성을 평가하였다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.441-448
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• 2002

The electrical properties of the GaN-based green light emitting diodes(LEDs) with the Mg-doped p-GaN layer activated in $N_2$ or $O_2$ ambient have been compared. For the $N_2$ -ambient activation the current-voltage behavior of LEDs has been found to be improved when the Mg dopants activation was performed in the higher temperature. However, for the $O_2$-ambient activation the current-voltage characteristic has been observed to be enhanced when the Mg dopants activation was carried out in the lower temperature. The minimum forward voltage at 20mA was obtained to be 4.8 V for LEDs with the p-GaN layer activated at $900^{\circ}C$ in the $N_2$ ambient and 4.5V for LEDs with the p-GaN layer treated at $700^{\circ}C$ in the $O_2$ambient, repectively. The forward voltage reduction of the LEDs treated in the $O_2$-ambient may be related to the oxygen co-doping of the p-GaN layer during the activation process. The $O_2$ -ambient activation process is useful for the enhancement of the LED performance as well as the fabrication process since this process can activate the Mg dopants in the low temperature.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권2호
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• pp.83-90
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• 2023

최근 전력반도체 소재로 관심을 가지는 Ga₂O₃의 β-상은 열역학적으로 가장 안정한 상을 가지며 4.8~4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 절연파괴전압을 갖는다. 이러한 우수한 물리적 특성으로 인해 전력반도체 소재로 많은 주목을 받고 있다. β-Ga₂O₃는 SiC 및 GaN의 소재와는 다르게 액상이 존재하기 때문에 액상 성장법으로 단결정 성장이 가능하다. 하지만 성장한 순수 β-Ga₂O₃ 단결정은 전력 소자에 적용하기에는 낮은 전도성으로 인해 의도적으로 제어된 도핑 기술이 필요하며 도핑 특성에 관한 연구가 매우 중요하다. 이 연구에서는 Ga₂O₃ 분말과 SnO₂ 분말의 몰 비율을 다르게 첨가하여 Un-doped, Sn 0.05 mol%, Sn 0.1mol%, Sn 1.5 mol%, Sn 2 mol%, Sn 3 mol%의 혼합분말을 제조하여 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 방법으로 β-Ga₂O₃ 단결정을 성장시켰다. 성장된 β-Ga₂O₃ 단결정의 Sn dopant 함량에 따른 결정 품질 및 광학적, 전기적 특성 변화를 분석하였으며 Sn 도핑에 따른 특성 변화를 광범위하게 연구하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.243.2-243.2
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• 2011

ZnO materials with a wide band gap of approximately 3.3 eV has been used in transparent conducting oxides (TCO) due to exhibitinga high optical transmission, but its low conductivity acts as role of a limitation for conducting applications. Recently, Ga or Al-doped ZnO (GZO, AZO) becomes transparent conducting materials because of high optical transmission and excellent conductivity. However, the fundamental mechanism underlying the improvement of electrical conductivity of the GZO is still the subject of debate. In this study, we have fully investigated the reasons of high conductivity through the characterization of plane defects, crystal orientation, doping contents, crystal structure in Zn1-xGaxO (x=0, 3, 5.1, 5.6, 6.6 wt%). We manufactured Zn1-xGaxO by sintering ZnO and Ga2O3 powers, having a theoretical density of 99.9% and homogeneous Ga-dopant distribution in ZnO grains. The GZO containing 5.6 wt% Ga represents the highest electrical conductivity of $7.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}m$. In particular, many twins and superlattices were induced by doping Ga in ZnO, revealed by X-ray diffraction measurements and TEM (transmission electron microscopy) observations. Twins developed in conventional ZnO crystal are generally formed at (110) and (112) planes, but we have observed the twins at (113) plane only, which is the first report in ZnO material. Interestingly, the superlattice structure was not observed at the grains in which twins are developed and the opposite case was true. This structural change in the GZO resulted in the difference of electrical conductivity. Enhancement of the conductivity was closely related to the extent of Ga ordering in the GZO lattice. Maximum conductivity was obtained at the GZO with a superlattice structure formed ideal ordering of Ga atoms.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.1-5
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• 2018

본 연구에서는 InGaN/GaN multi quantum well (MQW)에서 Indium (In) 도핑효과에 따른 광전기화학적 특성을 관찰하였다. 기판으로는 Sapphire을 사용하였고, 각 Quantum well (QW)을 구성하고 있는 InGaN의 조성을 다르게 하였다. 투과도 측정 결과 일정한 In 조성을 가진 InGaN/GaN MQW에 비해 각 QW의 In 조성을 다르게 한 InGaN/GaN MQW에서 흡수도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 각각 다른 In 조성을 가진 InGaN 층이 더 넓은 영역의 스펙트럼 에너지를 가지는 빛을 흡수하기 때문인 것으로 생각된다. 광학적 특성을 평가하기 위해 진행한 상온 photoluminescence (PL) 실험을 진행한 결과, 역시 다양한 In 조성을 가진 InGaN/GaN MQW이 더 넓은 파장에서 발광이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이들 샘플에 대한 광전기화학적 특성평가를 통하여, gradation In 조성을 가지고 있는 InGaN/GaN MQW이 일정한 In 조성을 가지는 InGaN/GaN MQW에 비해 광전기화학적 물분해 능력이 월등히 향상됨을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2006년도 춘계학술발표대회 및 제10회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.28.2-28.2
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• 2006

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2006년도 춘계학술발표대회 및 제10회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.15.2-15.2
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• 2006

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제11권1호
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• pp.37-41
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• 2010

The authors investigated the photoluminescence (PL) and the electron paramagnetic resonance (EPR) from an magnesium (Mg)-doped GaN thin film with a delta-doped layer. The regularly doped sample shows a PL peak at 2.776 eV for the as-grown sample, and the peak shifts to 2.904 eV and increases in intensity for the annealed sample. The delta-doped sample also shows the same PL peak as does the regularly doped sample. However, only the annealed delta-doped layer shows a sharp EPR with a small isotropic Lande g-factor, $g_{II}$, of 2.029. This resonance is attributed to the delta-doped layer, which forms a hole-bound Mg-N atomic structure instead of the $Mg_{Ga}-V_N$ defect complex, indicating that the delta-doped sample was not optically activated to form PL centers but was instead electrically activated to form a hole-bound state.