• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.21-25
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• 2017

본 연구에서는 최근 차세대 전력 반도체로 관심을 받고 있는 단결정 ${\beta}-Ga_2O_3$를 이용한 쇼트키 배리어 다이오드 제작 및 특성 분석을 수행하였다. 쇼트키 배리어 다이오드는 Sn으로 도핑된 $2{\mu}m$ 두께의 저농도 N 타입 에피층 상에 Pt/Ti/Au 쇼트키 접합으로 제작되었으며 측정된 특성은 > 180 V의 항복전압, $1.26m{\Omega}{\cdot}cm^2$의 온 저항, 그리고 1 V의 순 방향 전압에서 $77A/cm^2$, 1.5 V에서 $473A/cm^2$의 순방향 전류 특성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 단결정 ${\beta}-Ga_2O_3$의 전력반도체 활용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1996년도 제11회 학술발표회 논문개요집
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• pp.40-41
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• 1996

Nitridation technique has been receiving much attention for the formation of a thin nitrided buffer layer on which high quality nitride films can be formedl. Particularly, gallium nitride (GaN) has been considered as a promising material for blue-and ultraviolet-emitting devices. It can also be used for in situ formed and stable passivation layers for selective growth of $GaAs_2$. In this work, formation of a thin nitrided layer is investigated. Nitrogen electron cyclotron resonance(ECR)-plasma is employed for the formation of thin nitrided layer. The plasma source used in this work is a compact ECR plasma gun3 which is specifically designed to enhance control, and to provide in-situ monitoring of plasma parameters during plasma-assisted processing. Microwave power of 100-200 W was used to excite the plasma which was emitted from an orifice of 25 rnm in diameter. The substrate were positioned 15 em away from the orifice of plasma source. Prior to nitridation is performed, the surface of n-type (001)GaAs was exposed to hydrogen plasma for 20 min at $300{\;}^{\circ}C$ in order to eliminate a native oxide formed on GaAs surface. Change from ring to streak in RHEED pattern can be obtained through the irradiation of hydrogen plasma, indicating a clean surface. Nitridation was carried out for 5-40 min at $RT-600{\;}^{\circ}C$ in a ECR plasma-assisted molecular beam epitaxy system. Typical chamber pressure was $7.5{\times}lO^{-4}$ Torr during the nitridations at $N_2$ flow rate of 10 seem.(omitted)mitted)

• 전기전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.170-173
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• 2017

본 연구에서는 Al, Mo 및 Pt 금속 물질을 a-IGZO 박막트랜지스터의 게이트 전극으로 플라스틱 기판 위에 형성하여 제작하고, 게이트 물질에 따른 전기적 특성을 측정하였다. Al 게이트 전극에 비해 Pt 게이트 전극을 사용한 박막트랜지스터의 문턱전압은 -4.1V에서 -0.3 V까지 감소하였고, 전하이동도는 $15.8cm^2/V{\cdot}s$에서 $22.1cm^2/V{\cdot}s$ 로 향상되었다. 게이트 전극에 따른 박막트랜지스터의 문턱전압 이동은 전극의 일함수와 채널층의 페르미 에너지 차이로 인한 영향이라는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 채널 물질의 페르미 에너지를 고려하였을 경우에 Pt 게이트 전극이 박막트랜지스터의 전기적 특성 면에서 적합한 물질로 확인되었다. 추가적으로 Mo 게이트 전극을 사용한 박막트랜지스터에 대한 특성도 본 논문에서 다룬다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.100-100
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• 2011

2004년 일본의 Hosono 그룹에 의해 처음 발표된 이래로, amorphous gallium-indium-zinc oxide (a-GIZO) thin film transistors (TFTs)는 높은 이동도와 뛰어난 전기적, 광학적 특성에 의해 큰 주목을 받고 있다. 또한 넓은 밴드갭을 가지므로 가시광 영역에서 투명한 특성을 보이고, 플라스틱 기판 위에서 구부러지는 성질에 의해 플랫 패널 디스플레이나 능동 유기 발광 소자(AM-OLED), 투명 디스플레이에 응용될 뿐만 아니라, 일반적인 Poly-Si TFT에 비해 백플레인의 대면적화에 유리하다는 장점이 있다. 최근에는 Y2O3나 ZrO2 등의 high-k 물질을 gate insulator로 이용하여 높은 캐패시턴스를 유지함과 동시에 낮은 구동 전압과 빠른 스위칭 특성을 가지는 a-GIZO TFT의 연구 결과가 보고되었다. 하지만 투명 디스플레이 소자 제작을 위해 플라스틱이나 유리 기판을 사용할 경우, 기판 특성상 공정 온도에 제약이 따르고(약 $300^{\circ}C$ 이하), 이를 극복하기 위한 부가적인 기술이 필수적이다. 본 연구에서는 p-type Si을 back gate로 하는 Inverted-staggered 구조의 a-GIZO TFT소자를 제작 하였다. p-type Si (100) 기판위에 RF magnetron sputtering을 이용하여 Gate insulator를 증착하고, 같은 방법으로 채널층인 a-GIZO를 70 nm 증착하였다. a-GIZO를 증착하기 위한 sputtering 조건으로는 100W의 RF power와 6 mTorr의 working pressure, 30 sccm Ar 분위기에서 증착하였다. 소스/드레인 전극은 e-beam evaporation을 이용하여 Al을 150 nm 증착하였다. 채널 폭은 80 um 이고, 채널 길이는 각각 20 um, 10 um, 5 um, 2 um이다. 마지막으로 Furnace를 이용하여 N2 분위기에서 $500^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 실시한 후에, 전기적 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.154-154
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• 2012

Flexible complementary inverters based on thin-film transistors (TFTs) are important because they have low power consumption and high voltage gain compared to single type circuits. We have manufactured flexible complementary inverters using pentacene and amorphous indium gallium zinc oxide (IGZO) for the p-channel and n-channel, respectively. The circuits were fabricated on polyimide (PI) substrate. Firstly, a thin poly-4-vinyl phenol (PVP) layer was spin coated on PI substrate to make a smooth surface with rms surface roughness of 0.3 nm, which was required to grow high quality IGZO layers. Then, Ni gate electrode was deposited on the PVP layer by e-beam evaporator. 400-nm-thick PVP and 20-nm-thick ALD Al2O3 dielectric was deposited in sequence as a double gate dielectric layer for high flexibility and low leakage current. Then, IGZO and pentacene semiconductor layers were deposited by rf sputter and thermal evaporator, respectively, using shadow masks. Finally, Al and Au source/drain electrodes of 70 nm were respectively deposited on each semiconductor layer using shadow masks by thermal evaporator. The characteristics of TFTs and inverters were evaluated at different bending radii. The applied strain led to change in voltage transfer characteristics of complementary inverters as well as source-drain saturation current, field effect mobility and threshold voltage of TFTs. The switching threshold voltage of fabricated inverters was decreased with increasing bending radius, which is related to change in parameters of TFTs. Throughout the bending experiments, relationship between circuit performance and TFT characteristics under mechanical deformation could be elucidated.

• 한국분말재료학회지
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• 제21권3호
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• pp.202-206
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• 2014

Leaching of MOCVD dust in the LED industry is an essential stage for hydro-metallurgical recovery of pure Ga and In. To recover Ga and In, the leaching behavior of MOCVD scrap of an LED, which contains significant amounts of Ga, In, Al and Fe in various phases, has been investigated. The leaching process must be performed effectively to maximize recovery of Ga and In metals using the most efficient lixiviant. Crystalline structure and metallic composition of the raw MOCVD dust were analyzed prior to digestion. Subsequently, various mineral acids were tested to comprehensively study and optimize the leaching parameters such as acidity, pulp density, temperature and time. The most effective leaching of Ga and In was observed for a boiling 4 M HCl solution vigorously stirred at 400 rpm. Phase transformation of GaN into gallium oxide by heat treatment also improved the leaching efficiency of Ga. Subsequently high purity Ga and In can be recovered by series of hydro processes.

• 한국재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.104-111
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• 2013

In this study, GaN powders were synthesized from gallium oxide-hydroxide (GaOOH) through an ammonification process in an $NH_3$ flow with the variation of $B_2O_3$ additives within a temperature range of $300-1050^{\circ}C$. The additive effect of $B_2O_3$ on the hexagonal phase GaN powder synthesis route was examined by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transformation infrared transmission (FTIR) spectroscopy. With increasing the mol% of $B_2O_3$ additive in the GaOOH precursor powder, the transition temperature and the activation energy for GaN powder formation increased while the GaN synthesis limit-time ($t_c$) shortened. The XPS results showed that Boron compounds of $B_2O_3$ and BN coexisted in the synthesized GaN powders. From the FTIR spectra, we were able to confirm that the GaN powder consisted of an amorphous or cubic phase $B_2O_3$ due to bond formation between B and O and the amorphous phase BN due to B-N bonds. The GaN powder synthesized from GaOOH and $B_2O_3$ mixed powder by an ammonification route through ${\beta}-Ga_2O_3$ intermediate state. During the ammonification process, boron compounds of $B_2O_3$ and BN coated ${\beta}-Ga_2O_3$ and GaN particles limited further nitridation processes.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.303-308
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• 2011

The Gallium-doped ZnO(GZO) film deposited at a temperature of $200^{\circ}C$ and a pressure of 10 mtorr has an optical transmittance of 89.0% and a resistivity of $2.0\;m{\Omega}{\cdot}cm$ because of its high crystallinity. Effect of $Al_2O_3$ oxide buffer layers on the optical and electrical properties of sputtered ZnO films were intensively investigated for developing the electrodes of opto-electronic devices which demanded high optical transmittance and low resistivity. The use of $Al_2O_3$ buffer layer could increase optical transmittance of GZO film to 90.7% at a wavelength of 550 nm by controlling optical spectrum. Resistivity of deposited GZO films were much dependent on the deposition condition of $O_2/(Ar+O_2)$ flow rate ratio during the buffer layer deposition. It is considered that the $Al_2O_3$ buffer layer could increase the carrier concentration of the GZO films by doping effect of diffused Al atoms through the rough interface.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.288-295
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• 2023

본 연구에서는 radio frequency (RF)-스퍼터링을 이용하여 SiC 기판 위에 Ga₂O₃ 박막을 증착하여 Metal-Semiconductor-Metal (MSM) UV photodetector (PD)를 제작하였고, 산소 후열처리에 따른 PD 성능을 연구하였다. 산소 후열처리된 Ga₂O₃ 박막은 외부 광에 대한 전류의 상당한 증가와 시간 의존성 on/off 광 응답 특성에서 측정된 감소시간이 1.21, 1.12 s로 후열처리를 하지 않은 박막의 감소시간인 1.34, 3.01 s 보다 더 빠른 반응을 보여주었다. 이러한 특성은 산소 후열처리 후의 산소 공공 및 결함 분포 변화에 기인한다. 우리의 연구 결과는 산소 후열처리가 PD 성능 향상에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.180-184
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• 2018

산화갈륨 ($Ga_2O_3$)과 탄화규소 (SiC)는 넓은 밴드 갭 ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV)과 높은 임계전압을 갖는 물질로서 높은 항복 전압을 허용한다. 수직 DMOSFET 수평구조에 비해 높은 항복전압 특성을 갖기 때문에 고전압 전력소자에 많이 적용되는 구조이다. 본 연구에서는 2차원 소자 시뮬레이션 (2D-Simulation)을 사용하여 $Ga_2O_3$와 4H-SiC 수직 DMOSFET의 구조를 설계하였으며, 항복전압과 저항이 갖는 trade-off에 관한 파라미터를 분석하여 최적화 설계하였다. 그 결과, 제안된 4H-SiC와 $Ga_2O_3$ 수직 DMOSFET구조는 각각 ~1380 V 및 ~1420 V의 항복 전압을 가지며, 낮은 게이트 전압에서의 $Ga_2O_3-DMOSFET$이 보다 낮은 온-저항을 갖고 있지만, 게이트 전압이 높으면 4H-SiC-DMOSFET가 보다 낮은 온-저항을 갖을 수 있음을 확인하였다. 따라서 적절한 구조와 gate 전압 rating에 따라 소자 구조 및 gate dielectric등에 대한 심화 연구가 요구될 것으로 판단된다.