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.
$RuO_2$/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.
사파이어 위에 MOCVD로 성장한 p-GaN 위에 PECVD로 $SiO_2$$2500{\AA}$을 증착하여 열처리실험을 진행하였다. 열처리 후 $SiO_2$ 보호막을 식각하여, 정공 농도를 측정하고, 이를 열처리 전의 데이터 값과 비교, 분석하였다. 또한, 분위기가스인 $N_2$와 $O_2$의 비율, 급속 열처리 온도 ($650^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$) 및 시간(1분~15분)에 따른 정공의 이동도와 농도의 변화를 측정하였으며, 상온 및 저온 PL 측정을 통하여 후열처리에 따른 시료의 광학적, 구조적 성질을 조사하였다.
The growth of GaN on Si is of great interest due to the several advantages : low cost, large size and high-quality wafer availability as well as its matured technology. The crystal quality of GaN is known to be much influenced by the surface pretreatment of Si substrate[1]. In this work, the properties of GaN overlayer grown on ion beam modified Si(111) have been investigated. Si(111) surface was treated RIB with 1KeV-N$_2$$\^$+/(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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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