• 한국결정성장학회지
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• 제24권4호
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• pp.145-150
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• 2014

3차원적 선택적 결정 성장 방법에 의해 GaN stripe 구조의 꼭지점 부분에만 GaN 나노로드를 성장하였다. GaN stripe의 꼭지점 부분의 $SiO_2$ 만을 최적화된 포토리소그라피 공정을 이용하여 제거하고 이를 선택적 결정 성장을 위한 마스크로 사용하였다. $SiO_2$가 제거된 꼭지점 부근에만 Au 금속을 증착하고, metal organic vapor phase epitaxy(MOVPE) 방법에 의해 GaN stripe의 꼭지점 부분에만 GaN 나노로드의 선택적 성장을 실시하였다. GaN 나노로드의 형상과 크기는 결정 성장 온도와 III족 원료의 공급량에 의해 변화가 있음을 확인하였다. Stripe 꼭지점에 성장된 GaN 나노로드는 단면이 삼각형형태를 가지고 있으며 끝으로 갈수록 점점 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가지며 성장되었다. TEM 관측 결과, 매우 좁은 영역에서만 선택적 결정 성장이 이루어졌기 때문에 GaN 나노로드에서 관통전위(threading dislocations)는 거의 관찰되지 않음을 확인하였다. 선택성장이 시작되는 부분의 결정면과 GaN 나노로드의 성장방향의 결정면 방향의 차이에 기인하는 적층결함(stacking faults)들이 GaN 나노로드의 중심영역에서 생성되는 것을 관찰할 수 있었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제48권2호
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• pp.1-5
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• 2011

HVPE법으로 $3{\mu}m$의 GaN epi를 성장하고 이 위에 DC 마그네트론 Sputter를 이용하여 Ti stripe 패턴 형성하였으며 다시 HVPE를 이용하여 $120{\mu}m$ ~ $300{\mu}m$ 두께의 GaN를 overgrowth하였다. 성장된 GaN는 SEM 측정으로 Ti 패턴한 부분에서 void가 관찰되었고 보다 두꺼운 GaN를 성장시에는 크랙이 void를 따라 발생할 수 있음을 확인하였으며 XRD측정으로 FWHM은 188 arcsec로 측정되었다. 성장전의 GaN epi와의 반치폭을 비교하였을 때 패턴에 사용된 Ti는 overgrowth시 결정성에는 크게 영향을 주지 않는다는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-5
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• 2009

본 연구에서는 metal organic vapor phase epitaxy(MOVPF) 방법으로 $8^{\circ}$-off (100) Si 기판 위에 분극이 완화된(1-101) GaN를 성장한 후 광소자로서의 가능성을 확인하고자 (1-101) GaN 위에 InGaN/GaN MQW 구조를 제작하였으며 암모니아 유량, TMI 유랑 그리고 성장 온도 등 다양한 성장 조건에 따른 구조적, 광학적인 특성을 scanning electron microscopy(SEM)와 cathodoluminescence(CL)을 통하여 관찰하였다. (1-101) GaN 성장시 암모니아 유량이 적을수록 관통전위가 현저히 줄어드는 것을 확인하였다. (1-101) GaN stripe 위에 성장 시킨 InGaN/GaN MQW 구조를 이용하여 성장조건에 따라서 391.5nm부터 541.2nm에 이르는 넓은 영역의 범위에서 발광 스펙트럼을 조절할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.257-262
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• 1999

MOCVD를 이용하여 $SiO_2$로 패턴된 GaN/sapphire 기판상에서 $NH_3$유량과 성장온도가 GaN 성장의 선택성과 성장 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $NH_3$유량을 500~1300sccm, 성장온도를 $950~1060^{\circ}C$로 변화시켜 성장변수에 따른 영향을 주사전자현미경으로 관찰하였다.$NH_3$유량이 증가할수록 성장선택성이 향상되었으나 기판윈도우에서 성장되는 GaN 형상변화에는 큰 영향을 미치지 못하였다. 성장온도가 높을수록 GaN의 성장선택성이 향상됨이 관찰되었다. 패턴 모양을 원형, 선형, 방사선모양(선형 패턴을 30, $45^{\circ}$로 회전)으로 제작하여 GaN 성장을 수행한 후 관찰한 결과 {1101}으로 이루어진 Hexagonal 피라밋 형상과 마스크층 위로의 측면성장을 얻을 수 있었으며, 성장조건에 따른 <1100>와 <1210>의 방향으로의 측면성장속도의 차이를 관찰할 수 있었다.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제13권spc1호
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• pp.93-95
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• 2012

We report on the growth and characterization of the nano- and micro scale GaN structures selectively grown on the vertex of GaN stripes using the metal organic vapor phase epitaxy method and conventional photolithography technique. The triangular shaped nano- and micro GaN structures which have semi-polar {11-22} facets were formed only on the vertex of the lower GaN stripes. Crystalline defects reduction was observed by transmission electron microscopy for upper GaN stripes. We also have grown the InGaN/GaN multi-quantum well structures on the semi-polar facets of the upper GaN stripes. Cathodoluminescence images were taken at 366, 412 and 555 nm related to GaN band edge, InGaN/GaN layer and defects, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.168-172
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• 1999

HVPE 법으로 sapphire 기판 위에 두께 9$\mu\textrm{m}$의 GaN film을 성장하였다. Sapphire위에 직접 성장된 GaN film은 crack free로 mirror surface를 나타내었고 dislocation density는 $2{\times}10^9/cm^2$이었다.$SiO_2$ mask pattern을 사용하여 성장된 ELO GaN film도 대부분이 mirror surface를 나타내었으나 표면 일부에서 coalescence가 덜 이루어져 stripe 방향으로 hole이 존재하였다. ELO GaN film의 mask 윗부분은 window 부분에 비해 낮은 dislocation density를 나타냈다. 특히 mask center와 window사이 영역에서는 거의 dislocation이 없었다. ELO GaN film의 dislocation density는 평균 $8{\times}10^7/cm^2$.이었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제10권3호
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• pp.29-33
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• 2011

Film growth rate and composition variation are numerically analyzed during the selective area growth of InGaN on the GaN triangular stripe microfacet in this study. Both the vapor phase diffusion and the surface diffusion are considered to determine the In composition on the InGaN surface. To obtain the In composition on the surface, flux of In atoms due to the surface diffusion is added to the concentration determined from the Laplace equation which is governing the gas phase diffusion. The solution model is validated by comparing the growth rates from the analyses to the experimental results of GaN and InN films. The In composition and resulting wave length are increased when the surface diffusion is considered. The In content is also increased according to the increasing mask width. The effect of mask width to the In content and wave length is increasing in the case of a small open region.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권3호
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• pp.199-205
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• 2006

Patterned sapphire substrates (PSS) were fabricated by a simple wet etching process with $SiO_2$ stripe masks and a mixed solution of $H_2SO_4$ and $H_3PO_4$. GaN layers were epitaxially grown on the PSS under the optimized 2-step growth condition of metalorganic vapor deposition. During the 1st growth step, GaN layers with triangular cross sections were grown on the selected area of the surface of the PSS, and in the 2nd growth step, the GaN layers were laterally grown and coalesced with neighboring GaN layers. The density of threading dislocations on the surface of the coalesced GaN layer was $2{\sim}4\;{\times}\;10^7\;cm^{-2}$ over the entire region. The epitaxial structure of near-UV light emitting diode (LED) was grown over the GaN layers on the PSS. The internal quantum efficiency and the extraction efficiency of the LED structure grown on the PSS were remarkably increased when compared to the conventional LED structure grown on the flat sapphire substrate. The reduction in TD density and the decrease in the number of times of total internal reflections of the light flux are mainly attributed due to high level of scattering on the PSS.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.189-192
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• 2003

V-grooved inner stripe (VIS)형 양자선 레이저의 전류 주입 효율을 높이기 위하여 세가지 서로 다른 전류 차단층 구조, n-blocking on p-substrate (VIPS), p-n-p-n blocking on n-substrate ($VI(PN)_{n}S$), p-blocking on n-substrate (VINS)를 설계, 제작하였다. 그 중 VIPS 구조는 다른 두 구조에 비하여 약 5mW/facet 정도의 높은 광출력을 보였으며, 중심파장 818 nm, 문턱전류 39.9 mA, 외부양자효과 24%/facet, 특성온도 92K의 특성을 보였다. 또한 전류 및 온도 변화에 따른 파장변화를 각각 0.031 nm/mA와 $0.14nm/^{\circ}C$로 관찰되었다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제26권4호
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• pp.79-85
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• 2017

The crack-free AlGaN template has been successfully grown by using selective area growth with triangular GaN facet. The triangular GaN stripe structure was obtained by vertical growth rate enhanced mode with low growth temperature of $950^{\circ}C$ and high growth pressure of 500 torr. The lateral growth rate enhanced mode of AlGaN for crack-free and flat surface was also investigated. Low pressure of 30 torr and high V/III ratio of 4400 were favorable for lateral growth of AlGaN. It was confirmed that the $4{\mu}m$ -thick $Al_{0.2}Ga_{0.8}N$ was crack-free over entire 2-inch wafer. The dislocation density of $Al_{0.2}Ga_{0.8}N$ was as low as ${\sim}7.6{\times}10^8/cm^2$ measured by cathodoluminescence. Based on the high quality AlGaN with low dislocation density, the ultraviolet laser diode epitaxy with cladding, waveguide and GaN/AlGaN multiple quantum well (MQW) was grown by metalorganic chemical vapor deposition. The stimulated emission at 349 nm with full width at half maximum of 1.8 nm from the MQW was observed through optical pumping experiment with 193 nm KrF laser. We also have fabricated the deep ridge type ultraviolet laser diode (UV-LD) with $5{\mu}m-wide$ and $700{\mu}m-long$ cavity for electrical properties. The turn on voltage was below 5 V and the resistance was ${\sim}55{\Omega}$ at applied voltage of 10 V. The amplified spontaneous emission spectrum of UV-LD was also observed from pulsed current injection.