• 한국결정성장학회지
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• 제34권4호
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• pp.139-142
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• 2024

SiC와 GaN 등의 광에너지갭 소재들의 전력반도체에 대한 활용과 소자의 개발 추세와 함께 더 높은 에너지갭을 갖는 AlN 단결정에 대한 연구도 2인치 단결정 웨이퍼의 개발 성공 등 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 그러나, 화학기상증착공법을 적용하여 성장된 AlN 단결정은 수 마이크로미터의 두께 이하의 박막은 개발되었으나, 그 이상의 두께를 갖은 결과는 거의 없다. 따라서, 본 연구에서는 화학기상증착공법중 하나인 HVPE(Hydride vapor phase epitaxy) 법을 적용하여 성장하고자 하였다. 성장된 AlN 단결정은 자체 제작된 설비를 이용하여 제작하였으며, 사파이어 기판을 사용하여, AlN 단 결정을 제조하기 위한 조건을 확립하고자 하였고, 그 결과를 광학현미경 관찰을 통하여 성장거동을 고찰하고자 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.170-170
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• 2003

We have implanted on sapphire substrate with various ions and investigated the properties of GaN epilayers grown on implanted sapphire substrate by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Sapphire is typical substrate for GaN epilayers. However, there are many problems such as lattice mismatch and thermal coefficient difference between sapphire substrate and GaN. The ion implanted substrate's surface had decreased internal tree energies during the growth of the GaN epilayer, md the misfit strain was relieved through the formation of an AlN phase on the ions implanted sapphire(0001) substrates. [1] The crystal and optical properties of GaN epilayer grown in ions implanted sapphire(0001) substrate were improved.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권10호
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• pp.671-677
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• 2001

사파이어 기판 위에 성장된 GaN위에 RUO₂/GaN 쇼트키형 자외선 수광소자를 설계, 제작하였다. 자외선 빛의 흡수율을 높이기 위해, MOCVD 다층구조는 undoped GaN(0.5 ㎛)in￣-GaN(0.1 ㎛)/n＋-GaN(1.5 ㎛)로 성장하였다. 성장층은 3.8×10/sup 18/ cm￣³의 캐리어 농도와 283 ㎠/V· s의 이동도를 가진다. 500 ㎛내외의 직경을 가지는 메사구조를 형성하기 위해 ECR 식각한 후, n＋-GaN층위에 Al으로 저항성 접촉을 하였다. 저항성 및 쇼트키 접촉 사이에 Si₃/N₄ 박막으로 절연한 이후 undoped GaN 층위에 RuO₂ 쇼트키 접촉을 하였다. 제작된 쇼트키 다이오드는 1.15×10/sup -5/ ［Ω-㎠］의 접촉비저항을 가졌다. 제작된 다이오드는 역전압인 -5V에서 305pA의 낮은 누설전류를 확인하였는데, 이 값은 RuO₂ 쇼트키 금속증착에 의해 현저히 향상된 것이다. 광측정에서는 10/sup 5/의 자외선대가시광선 제거비와 365nm 파장에서 0.23A/W로 높은 응답도를 보인다.

• 한국재료학회지
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• 제14권7호
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• pp.494-499
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• 2004

The structural, electrical and optical properties of GaN epilayers grown on various ion-implanted sapphire(0001) substrates by MOCVD were investigated. Sapphire substrates have been widely adopted to grow high quality GaN epilayer despite the large differences of lattice constant and thermal expansion coefficient between them. So, GaN or AlN buffer layer and pre-treatment was indispensably introduced before the GaN epilayer growth. The ion-implanted substrate's surface had decreased internal free energies during the growth of the ions implanted sapphire(0001) substrates. The crystal and optical properties of GaN epilayers grown in ions implanted sapphire(0001) substrate were improved. Also, excessively roughened and modified surface by ions degraded the GaN epilyers. Not only the ionic radius but also the chemical species of implanted sapphire(0001) substrates could improve the properties of GaN epilayers grown by MOCVD. This result implies that higher quality of GaN epilayers was achieved by using ion-implanted sapphire(0001) substrate with various ions.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.682-687
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• 2014

We have performed reverse gate bias stress tests on AlGaN/GaN-on-Si Heterostructure FETs (HFETs). The shift of threshold voltage ($V_{th}$) and the reduction of on-current were observed from the stressed devices. These changes of the device parameters were not permanent. We investigated the temporary behavior of the stressed devices by analyzing the temperature dependence of the instabilities and TCAD simulation. As the baseline temperature of the electrical stress tests increased, the changes of the $V_{th}$ and the on-current were decreased. The on-current reduction was caused by the positive shift of the $V_{th}$ and the increased resistance of the gate-to-source and the gate-to-drain access region. Our experimental results suggest that electron-trapping effect into the shallow traps in devices is the main cause of observed instabilities.

• ETRI Journal
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• 제38권5호
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• pp.972-980
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• 2016

An ultra-wideband microwave monolithic integrated circuit high-power amplifier with excellent input and output return losses for phased array jammer applications was designed and fabricated using commercial $0.25-{\mu}m$ AlGaN/GaN technology. To improve the wideband performance, resistive matching and a shunt feedback circuit are employed. The input and output return losses were improved through a balanced design using Lange-couplers. This three-stage amplifier can achieve an average saturated output power of 15 W, and power added efficiency of 10% to 28%, in a continuous wave operation over a frequency range of 6 GHz to 18 GHz. The input and output return losses were demonstrated to be lower than -15 dB over a wide frequency range.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2005년도 제16회 정기총회 및 동계학술발표회
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• pp.156-157
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• 2005

Monte Carlo photon simulation 기법을 사용하여 광추출효율 관점에서 InGaN LED를 분석하였다. InGaN/sapphire 칩의 경우, AlInGaP나 InGaN/SiC 칩에서와는 달리, 칩의 측벽면을 기울여 주는데서 오는 광추출효율 개선 효과는 매우 미미하였다. 이는 InGaN/sapphire 칩의 경우 사파이어 기판의 굴절률 상대적으로 작아서 활성층으로부터 생성된 광자들의 상당량이 기판으로 넘어갈 때 전반사현상으로 말미암아 기판으로 넘어가지 못하고 상대적으로 두께가 매우 얇은 에피택시 층에 갇히기 때문으로 파악되었다. 이와 같은 효과는 epitaxial side down mount의 광추출효율이 크게 개선되지 못하는 원인으로도 작용하게 되는데, epitaxial side down mount의 잠재력을 살릴 수 있는 방안의 하나는 texture된 기판위에 결정층을 성장시키는 것이라고 할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.677-681
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• 2009

$In_xGa_{1-x}N$ alloys with 20-nm-thickness were deposited onto Mg:GaN/AlN/SiC substrates by MOCVD at $800\;^{\circ}C$. TMGa, TMIn and $NH_3$ were used as the precursor of gallium, indium and nitrogen, respectively. The mole ratio of indium in $In_xGa_{1-x}N$ films varied between 0 and 0.2. The energy-band-gaps of the films were obtained from the photoluminescence and cathodoluminescence peaks. The mole ratios of $In_xGa_{1-x}N$ films were calculated by applying Vegard's law to XRD results. The energy-band-gap versus indium composition plot for $In_xGa_{1-x}N$ alloys were well fit with a bowing parameter of 2.27.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권6호
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• pp.553-557
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• 1999

MOCVD로 성장된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 특성을 이해하기 위하여 실온에서 광발광(PL), 광전류)PC), 광단속에 의한 광권도도(PPC) 측정하였다. PL과 PC로 결정된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 에너지 간격은 3.7eV 이었다. PC측정 시 빛을 시료의 위쪽에서 조사시켰을 때에는 3.70, 3.40eV의 peak와 2.2eV 근방에서 broad한 peak가 관측되었다. 그러나 기판 쪽에서 빛을 조사시켰을 때의 PC 스펙트럼은 2.2eV 근방에서 broad한 peak와 3.43eV peak 만을 볼 수 있었다. PPC실험에서 관측된 photocurrent quenching과 비정상적인 PPC현상은 GaN 띠간격내에 형성된 전위나 vacancy 등의 결정결함 준위내에 전자들이 포획되고 오랫동안 포화되어 있다가 다시 방전되는 현상으로 보인다.