• 대한전자공학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.959-965
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• 1988

Zinc diffusion characteristics and its applicabilities have been studied using an open-tube system. Thermal decomposition of arsenide(As) at gallium arsenide(GaAs) wafer surface was well inhibited by using Ga: poly-GaAs: Zn compositon as a diffusion source. Junction depth was obtained as 4.6x10**7\ulcorner exp)-1.25/kT) where activation energy of diffusion was 1.25eV. From Boltzmann-matano analysis, it could be identified that concentration dependencies of Zn diffusivity well consisted with those of kick-out model. The ideality factor of p+-n junction formed by Zn diffusion was about 1.6 and infrared light intensity was linearly varied in the range of sixty folds. It is concluded frodm these results that Zn diffuses according to kick-out model, and open-tube method is applicable to compound semiconductor devices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.145-145
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• 2011

Light-emitting diodes (LEDs) based on III-nitrides compound semiconductors have achieved a high performance device available for display and illumination sector. However, the conventional c-plane oriented LED structures are still showing several problems given by the quantum confined Stark effect (QCSE) due to the effects of strong piezoelectric and spontaneous polarizations. The QCSE results in spatial separation of electron and hole wavefunctions in quantum wells, thereby decreasing the internal quantum efficiency and red-shifting the emission wavelength. Due to demands for improvement of device performance, nonpolar structure has been attracting attentions, since the quantum wells grown on nonpolar templates are free from the QCSE. However, current device performance for nonpolar LEDs is still lower than those for conventional LEDs. In this study, we discuss the potential possibilities of nonpolar LEDs for commercialization. In this study, we characterized current-light output power relation of the a-plane InGaN/GaN LEDs structures with the variation of quantum well structures. On-wafer electroluminescence measurements were performed with short pulse (10 us) and low duty factor (1 %) conditions applied for eliminating thermal effects. The well and barrier widths, and indium compositions in quantum well structures were changed to analyze the efficiency droop phenomenon.

• 한국진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.113-118
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• 2002

대면적 GaAs 웨이퍼의 플라즈마 식각 공정에서 식각 깊이의 좋은 균일도를 얻기 위해 반응기 내의 가스 흐름을 조절하는 진보된 기술을 실험하였다. 유한차분수치법(Finite Difference Numerical Method)은 GaAs 웨이퍼의 건식 식각을 위한 반응기 안의 가스 흐름의 분포를 시뮬레이션하기에 유용한 방법이다. 이 방법을 이용해 시뮬레이션된 자료와 실제의 것이 상당히 일치한다는 것이 $BCl_3/N_2/SF_6/He$ICP플라즈마의 실험 결과로 확인되었다. 대면적 GaAs 웨이퍼의 플라즈마 식각 공정 중에서 포커스 링(focus ring)의 최적화된 위치가 가스 흐름과 식각 균일성을 동시에 향상시키는 것을 이해했다. 반응기와 전극(electrode)의 크기가 변하지 않는 상황에서 샘플을 고정시키는 클램프 배치의 최적화를 통해 100 mm(4 inch) GaAs 웨이퍼에서 가스 흐름의 균일성을 $\pm$1.5 %, 150 mm(6 inch) 웨이퍼에서는 $\pm$3% 이하로 유지시킬 수 있는 것을 시뮬레이션결과에서 확인할 수 있다. 시뮬레이션된 가스 흐름의 균일도 자료와 실제 식각 깊이 분포실험 데이터의 비교로 대면적 GaAs 웨이퍼에서 건식 식각의 뛰어난 균일성을 얻기 위해서는 반응기 내의 가스흐름분포의 조절이 매우 중요함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.463-463
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 Epi wafer공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 제거를 위하여 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만들고 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 코일에 교류전류를 흘려주면 이 코일 안 또는 근처에 있는 도전체에 와전류가 유도되어 가열되는 유도가열 방식은 가열 효율이 높아 경제적이고, 온도에 대한 신속한 응답성으로 인하여 열 손실을 줄일 수 있으며, 출력 온도 제어의 용이성 및 배출 가스 등의 오염 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유도가열방식의 induction heater를 이용하여 회전에 의한 기판의 온도 균일도 측정을 하였다. 기초 실험으로 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가하였다. 그 결과 gap이 3 mm일 때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$ 에서 불균일도 6.5 %를 얻었으며 이를 바탕으로 induction heater와 graphite susceptor의 간격이 3 mm일 때, 회전에 의한 온도 균일도를 측정을 하였다. 가열원은 induction heater (viewtong, VT-180C2)를 사용하였고, 가열된 graphite 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라(Fluke, Ti-10)을 이용하여 온도를 측정하였다. 기판을 회전하면서 표면 온도의 평균과 표준 편차를 측정한 결과 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$ 에서 가장 좋은 5.5 %의 불균일도를 확인할 수 있었고, 이를 상용화 전산 유체 역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 분석 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 기술교육전문연구회
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• pp.31-34
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• 2003

The sapphire wafers for blue light emitting devices were manufactured by the implementation of the surface machining technology based on micro-tribology. This process has been performed by chemical and mechanical polishing(CMP) process. The sapphire crystalline wafers were characterized by double crystal X-ray diffraction. The sample quality of sapphire crystalline wafer at surfaces has a full width at half maximum 89 arcses. The surfaces of sapphire wafers were mechanically affected by residual stress and surface default. Sapphire wafers's waveness has higher abrasion rate in the edge of the wafer than its center due to Newton's Ring interference.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2010

Recently, a patterned sapphire substrate (PSS) has been intensively used as one of the effective ways to reduce the dislocation density for the III-nitride epitaxial layers aiming for the application of high-performance, especially high-brightness, light-emitting diodes (LEDs). In this paper, we analyze the growth kinetics of the atoms and crystalline quality for the undopped-GaN depending on the facets of the pattern fabricated on a sapphire substrate. The effects of the PSS on the device characteristics of InGaN/GaN LEDs were also investigated. Several GaN samples were grown on the PSS under the different growth conditions. And the undoped-GaN layer was grown on a planar sapphire substrate as a reference. For the (002) plane of the undoped-GaN layer, as an example, the line-width broadening of the x-ray diffraction (XRD) spectrum on a planar sapphire substrate is 216.0 arcsec which is significantly narrower than that of 277.2 arcsec for the PSS. However, the line-width broadening for the (102) plane on the planar sapphire substrate (363.6 arcsec) is larger than that for the PSS (309.6 arcsec). Even though the growth parameters such as growth temperature, growth time, and pressure were systematically changed, this kind of trend in the line-width broadening of XRD spectrum was similar. The emission wavelength of the undoped-GaN layer on the PSS was red-shifted by 5.7 nm from that of the conventional LEDs (364.1 nm) under the same growth conditions. In addition, the intensity for the GaN layer on the PSS was three times larger than that of the planar case. The spatial variation in the emission wavelength of the undoped-GaN layer on the PSS was statistically ${\pm}0.5\;nm$ obtained from the photoluminescence mapping results throughout the whole wafer. These results will be discussed in terms of the mixed dislocation depending on the facets and the period of the patterns.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.329-332
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• 2012

LED는 저 전력, 긴 수명, 고 휘도, 빠른 응답, 친환경적인 특성의 여러 장점을 갖고 있기 때문에 청색과 녹색 LED는 교통신호, 옥외 디스플레이, 백색 LED는 LCD 후면광 등의 응용 제품에 사용되고 있다. 여기서 LED의 성능을 향상하기 위하여 출력전력과 소자의 신뢰성을 높이고, 동작전압을 낮추어야 LED 칩의 고효율화가 이루어져야 하는데, 이는 에피택셜층, 표면요철, 패턴이 있는 사파이어 기판, 칩 설계의 최적화, 특수 공정의 개선 등의 기술이 우수해야 한다. 본 연구에서는 측면 에칭 기술과 절연층 삽입기술을 이용하여 사파이어 에피 웨이퍼 위에 GaN-기반 백색 LED 칩을 제작하여 그 성능을 조사하였다. LED 칩의 성능을 개선하기 위한 최적화 설계와 CBL(current blocking layer) 삽입 기술의 개선된 공정을 통하여 LED 칩 성능의 향상을 확인할 수 있었으며, 출력 전력은 광 출력 7cd, 순방향 인가전압 3.2V의 값을 얻었다. 현재의 LCD 후면광원으로 사용되고 있는 LED 칩의 출력에 비하여 성능이 개선되었으며, 의료기기 및 LCD LED TV의 후면광원으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.804-812
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• 1987

1\ulcorner gate MESFETs are fabricated on MOCVD and VPE grown GaAs wafers using photolithography, chemical wet etching and lift-off techniques. DC characteristics such as Vt, Gm, Rs, etc. are studied and active channel parameters of MESFET(a, n, Leff, \ulcorner)are analyzed for 1-4 \ulcorner gate FETs and 100\ulcorner FAT FET. The correlation between DC data and active channel parameters are experimentally analyzed. The measured transconductance and low-field mobility in the active channel for the 1\ulcorner gate MESFET made on MOCVD wafer are 67mS/mm and 2980cm\ulcornerVs respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.313-313
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• 2012

In recent years there have been many studies of InGaN/GaN based light emitting diodes (LEDs) in order to progress the performance of luminescence. Many previous literatures showed the performance of LEDs by changing the LED structures and substrates. However, the studies carried out by the researchers so far were very complicated and sometimes difficult to apply in practice. Therefore, we propose one simple method of changing the thickness and the numbers of multiple quantum wells (MQWs) in order to optimize their effects. In our research, we investigated electrical and optical properties by changing the well thickness and the number of quantum well (QW) pair in LED structures by growing the structure -inch Si (111) wafer. We defined the samples from LED_1 to LED_3 according to MQW structure. Samples LED_1, LED_2 and LED_3 consist of 5-pair InGaN/GaN (3.5 nm/ 4.5 nm), 5-pair InGaN/GaN (3 nm/4.5 nm) and 7-pair InGaN/GaN (3.5 nm/4.5 nm), respectively. We characterized electrical and optical properties by using electroluminescence (EL) measurement. Also, Efficiency droop was analyzed by calculating external quantum efficiency (EQE) with varying injection current. The EL spectra of three samples show different emission wavelength peaks, FWHM and the blueshift of wavelength caused by screening the internal electric field because of the effect of different MQW structure. The results of optical properties show that the LED_2 sample reduce the internal electric field in QW than LED_1 from EL spectra. the increase in the number of QW pairs reduces the strain and increase the In composition in MQW. And, the points of efficiency droop's peak show different trend from LED_1 to LED_3. It is related with the carrier density in active region. Thus, from the results of experiments, we are able to achieve high performance LEDs and a reduction of efficiency droop and emission wavelength blueshift by optimizing MQWs structure.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권4호
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• pp.80-85
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• 2007

Passivation 기술은 소자를 외부 환경의 영향으로부터 보호할 수 있고, 소자 성능의 감소를 예방할 수 있기 때문에 능동 소자 제작에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서 passivation 물질로 낮은 유전 상수를 갖는 benzocyclobutene (BCB)과 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용하여 GaAs를 기반으로 하는 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}$-gate InAlAs/InGaAs metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs)를 제작하였다. 제작된 MHEMT의 특성은 passivation 전과 후로 구분하여 비교하였다. Passivation후 BCB와 Si3N4를 이용한 경우 모두에서 passivation 이전에 비해 저하된 DC 및 RF 특성을 나타내었으나, BCB를 이용하여 passivation을 한 소자들이 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용한 소자들에 비해서 상대적으로 낮은 특성 저하를 DC와 RF에서 함께 나타내었다.