• 제목/요약/키워드: GaN film

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이온화된 N-source를 사용한 GaN박막의 성장과 특성 (Growth and Properties of GaN Thin-Films Using Ionized N-Source)

  • 김선태;이영주
    • 한국재료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.229-237
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    • 1998
  • 열적으로 이온화된 N과 증기상태의 Ga을 $300~730^{\circ}C$의 온도 범위에서 직접 반응시켜 (001)Si과 (00.1)사파이어 기판 위에 GaN박막의 성장 초기 단계에서는 GaN의 성장률이 증가한 후, 결정 핵을 중심으로 수평방향으로서 성장과 합체에 의하여 성장률의 변화가 일정 값에 달하였다. 이 연구에서 성장한 GaN박막에 대한 XPS분석 결과 낮은 온도에서 성장된 GaN박막은 진공 chamber 내의 산소가 성장된 박막 내에 많이 혼입 되어 있음을 알 수 있었다. 낮은 온도, 짧은 시간 동안 성장된 표면은 Ga덩어리들도 도포 되었다. 그러나, 기판온도와 성장시간이 증가함에 따라 이들은 피라미드 형태의 결정들로 성장된 후 원형고리 형태의 결정으로 합체되었다. 특히 N-소스의 공급이 충분한 경우에는 판상의 결정으로 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼에서는 3.32eV와 3.38eV에서 불순물과 관련된 발광이 관찰되었다.

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$RuO_2$ Related Schottky contact for GaN/AlGaN device

  • Jung, Byung-Kwon;Kim, Jung-Kyu;Lee, Jung-Hee;Hahm, Sung-Ho
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.85-90
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    • 2002
  • $RuO_2$/GaN and related contacts were investigated for Schottky contacts in GaN-Based optical and electronic devices. We demonstrated that an $RuO_2$ film forms a stable Schottky contact on a GaN layer with a barrier height (${\Phi}_B$) of 1.46 eV and transmittance of 70% in the visible and near UV region. $RuO_2$/GaN Schottky diode showed a breakdown at over -50V and leakage current of only 0.3 nA at -5V. The $RuO_2$/GaN Schottky type photodetector had the UV/Visible rejection ratio of over $10^5$ and the responsivity of 0.23 A/W at 330 nm. The $RuO_2$ gate AlGaN/GaN EFET exhibited high drain current ($I_d$) of 689.3 mA/mm and high transconductance ($g_m$) of 197.4 mS/mm. Cut-Off frequency ($f_t$) and maximum operating frequency ($f_{max}$) were measured as 27.0 GHz and 45.5 GHz, respectively.

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SiO2 보호막 증착에 따른 p-GaN의 후열처리 효과 연구

  • 박진영;지택수;이진홍;안수창
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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    • pp.772-775
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    • 2013
  • 사파이어 위에 MOCVD로 성장한 p-GaN 위에 PECVD로 $SiO_2$ $2500{\AA}$을 증착하여 열처리실험을 진행하였다. 열처리 후 $SiO_2$ 보호막을 식각하여, 정공 농도를 측정하고, 이를 열처리 전의 데이터 값과 비교, 분석하였다. 또한, 분위기가스인 $N_2$$O_2$의 비율, 급속 열처리 온도 ($650^{\circ}C$$750^{\circ}C$) 및 시간(1분~15분)에 따른 정공의 이동도와 농도의 변화를 측정하였으며, 상온 및 저온 PL 측정을 통하여 후열처리에 따른 시료의 광학적, 구조적 성질을 조사하였다.

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Si(111) 위에 Ion beam 처리 후 AlN layer를 완충층으로 이용하여 성장시킨 GaN의 특성 (The characteristics of AlN buffered GaN on ion beam modified Si(111) substrates)

  • 강민구;진정근;이재석;오승석;현진;변동진
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.99-99
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    • 2003
  • The growth of GaN on Si is of great interest due to the several advantages : low cost, large size and high-quality wafer availability as well as its matured technology. The crystal quality of GaN is known to be much influenced by the surface pretreatment of Si substrate[1]. In this work, the properties of GaN overlayer grown on ion beam modified Si(111) have been investigated. Si(111) surface was treated RIB with 1KeV-N$_2$$\^$+/(at 1.9 ${\times}$ 10$\^$-5/) to dose ranging from 5${\times}$10$\^$15/ to 1${\times}$10$\^$17/ prior to film growth. GaN epilayers were grown at 1100$^{\circ}C$ for 1 hour after growing AlN buffer layers for 5∼30 minutes at 1100$^{\circ}C$ in Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). The properties of GaN epilayers were evaluated by X-Ray Diffraction(XRD), Raman spectroscopy, Photoluminescence(PL) and Hall measurement. The results showed that the ion modified treatment markedly affected to the structural, optical and electrical characteristic of GaN layers.

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Forming Gas Post Metallization Annealing of Recessed AlGaN/GaN-on-Si MOSHFET

  • Lee, Jung-Yeon;Park, Bong-Ryeol;Lee, Jae-Gil;Lim, Jongtae;Cha, Ho-Young
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제15권1호
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    • pp.16-21
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    • 2015
  • In this study, the effects of forming gas post metallization annealing (PMA) on recessed AlGaN/GaN-on-Si MOSHFET were investigated. The device employed an ICPCVD $SiO_2$ film as a gate oxide layer on which a Ni/Au gate was evaporated. The PMA process was carried out at $350^{\circ}C$ in forming gas ambient. It was found that the device instability was improved with significant reduction in interface trap density by forming gas PMA.

수평 Bridgeman법으로 성장된 사파이어기판 가공 및 GaN 박막성장 (GaN epitaxial growths on chemically and mechanically polished sapphire wafers grown by Bridgeman method)

  • 김근주;고재천
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.350-355
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    • 2000
  • 수평 Bridgeman방식으로 성장된 C축 방향의 사파이어 결정기판을 연마 가공하였으며, 또한 유기금속 기상화학 증착 방법으로 사파이어 기판 위에 GaN 박막을 증착하였다. 사파이어 인고트를 성장하여 2인치 사파이어 기판으로 이용하였으며 웨이퍼 절편장치 및 연마장치를 개발하였다. 이러한 다단계의 연마 가공은 기판 표면을 경면화하였다. 표면 평탄도 및 조도는 원자힘현미경으로 측정하였다. 개발된 사파이어 기판위에 성장된 GaN 박막의 특성 및 청색광소자로의 응용 가능성을 확인하였다.

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Effects on Optical Characteristics of GaN Polarity Controlled by Substrate

  • Kang, Sang-Won;Shim, Hyun-Wook;Lee, Dong-Yul;Han, Sang-Heon;Kim, Dong-Joon;Kim, Je-Won;Oh, Bang-Won;Kryliouk, Olga;Anderson, Timothy J.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제6권2호
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    • pp.79-86
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    • 2006
  • N-polar, Ga-polar, and non-polar GaN was grown by MBE and MOVPE using various substrates and influence of polarity has been investigated. The GaN growth by MOVPE is along cplane (0001), c-plane (0001), and a-plane (11-20) direction on c-plane (0001), a-plane (11-20) and r-plane (1-102) sapphire substrate respectively. The polarity of the film has a strong influence on the morphology and the optical properties of PA-MBE grown As-doped GaN layers. Strong blue emission from As-doped GaN was observed only in the case of N-polarity (000-1) layers, which was attributed to the highest concentration of Ga dangling bonds for this polarity of a GaN surface.

Hydride Vapor Phase Epitaxy 법으로 성장된 Free-Standing GaN 기판의 특성에 관한 연구 (Characteristics of Free-Standing GaN Substrates grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy)

  • 김화목;최준성;오재응;유태경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권3호
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    • pp.14-19
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    • 2000
  • Seed crystal 로 bare (0001) 사파이어 기판을 사용하여 hydride vapor Phase epitaxy (HVPE)법을 이용하여 free-standing GaN 단결정기판을 성장시켰다. 일정한 두께의 GaN막을 성장한 후 사파이어 기판을 mechanical polishing 작업으로 제거하여 두께 200 ㎛, 10×10 ㎛ 크기의 free-standing GaN 기판을 얻을 수 있었으며, 성장 전 GaCl 전처리를 수행함으로써 crack이 없는 기판을 제작할 수 있었다. 이렇게 제작된 free-standing GaN 기판의 특성을 SiO/sub 2/ patterned sapphire위에 LEO (Lateral Epitaxial Overgrowth) 방법으로 성장된GaN박막과 double crystal x-ray diffraction (DC-XRD), cathode-luminescence (CL) 및 photoluminescence (PL) 방법으로 특성을 비교하였다.

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GaN의 습식 화학식각 특성 (Wet chemical etching of GaN)

  • 최용석;유순재;윤관기;이일형;이진구;임종수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.249-254
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    • 1998
  • GaN계 재료의 습식 화학식각 특성과 광 화학 및 전기 화학 및 전기 화학 습식식각 특성을 연구하였다. n형 GaN는 상온에서 NaOH 수용액에 식각되었으며 식각두께는 식각시간에 선형적으로 증가하였다. 또 광 조사 및 전기 화학을 가할 경우 식각율은 수배로 증가하였으며, 식각율은 $1{\times}10^{19};cm^{-3}$의 전자농도를 갖는 시료에서 광 조사시 최대 164${\AA}$/min을 얻었다. n-GaN의 식각율은 GaN의 전자농도에 크게 의존하는 특성을 나타내었으며 이러한 식각과정을 논의하였다. $SiO_2$ 박막으로 덮여진 100${\mu}m{\times}100{\mu}m$ 모양의 옆 식각면은 방향성을 갖지 않고 수직하였으며, 넓은 면적에서 매우 평탄하였다.

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Reaction Gas 변화에 따라 스퍼터된 Ga Doped ZnO 박막의 특성 (Properties of Sputtered Ga Doped ZnO Thin Film Under Various Reaction Gas Ratio)

  • 김종욱;김홍배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.289-293
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    • 2013
  • We have studied structural, optical, and electrical properties of the Ga-doped ZnO (GZO) thin films being usable in transparent conducting oxides. The GZO thin films were deposited on the corning 1737 glass plate by the RF magnetron sputtering system. To find optimal properties of GZO for transparent conducting oxides, the Ar gas in sputtering process was varied as 40, 60, 80 and 100 sccm, respectively. As reaction gas decreased, the crystallinity of GZO thin film was increased, the optical bandgap of GZO thin film increased. The transmittance of the film was over 80% in the visible light range regardless of the changes in reaction gas. The measurement of Hall effect characterizes the whole thin film as n-type, and the electrical property was improved with decreasing reaction gas. The structural, optical, and electrical properties of the GZO thin films were affected by Ga dopant content in GZO thin film.