• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.314.1-314.1
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• 2014

The properties of Ni/Au Ohmic contacts formed on nonpolar a-plane GaN grown on r-plane sapphire substrate with different tilt angles are investigated using current-voltage (I-V) measurements. To investigate the effects of pattern direction and size on Ohmic contact properties of a-plane GaN, transmission line method (TLM) patterns are formed either along c-axis and m-axis on nonpolar GaN surface with different size. I-V measurement results show that the size of TLM pattern and formation direction of electrode have an effect on the electrical properties of a-plane GaN. The large sized patterns show the relatively lower sheet resistance compared to the small sized patterns. In addition, the sheet resistance of a-plane GaN along m-axis shows lower values than that along the c-axis. Finally, the effects of miscut angle of r-sapphire substrate ($0.2^{\circ}$, 0.4oand $0.6^{\circ}$) on electrical properties of a-plane GaN will be discussed.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권1호
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• pp.30-39
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• 1991

The influence of physical parameters (Al mole fraction, thickness, doping concentration) in the window and emitter on the efficiency characteristics of heteroface p-$Al_{x}Ga_{1-x}As/p-GaAs/n-GaAs/n^{+}$-GaAs solar cell is investigated. The maximum efficiency theoretically calculated in this device is obtained when a thickness of the window is in a range of (400-1000))$\AA$and a thickness/doping concentration of the emitter is in a range of (0.5-0.8)$\mu$m/(1-7)${\times}10^{17}cm^{-3}$, respectively. Also is the efficiency improved according to the increase of Al mole fraction in the indirect gap window(0.41${\le}x{\le}1.0$). The optimum designed heteroface cell with an area of 0.165cm$^2$fabricated using MOCVD exhibits an active area conversion efficiency of 17%, having a short circuit current density of 21.2mA/cm\ulcorner an open circuit voltage of 0.94V, and a fill factor of 0.75 under ELH-100mW/cm$^2$illumination.

• 한국재료학회지
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• 제15권5호
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• pp.348-352
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• 2005

Gallium oxyhydroxide (GaOOH) powders were heat-treated in a flowing ammonia gas to form GaN, and the reaction kinetics of the oxide to nitride was quantitatively determined by X-ray diffraction analysis. GaOOH turned into intermediate mixed phases of $\alpha-\;and\;\beta-Ga_2O_3$, and then single phase of GaN. The reaction time for full conversion $(t_c)$ decreased as the temperature increased. There were two-types of rapid reaction processes with the reaction temperature in the initial stage of nitridation at below $t_c$, and a relatively slow processes followed over $t_c$ does not depends on temperatures. The nitridation process was found to be limited by the rate of an interfacial reaction with the reaction order n value of 1 at $800^{\circ}C$ and by the diffusion-limited reaction with the n of 2 at above $1000^{\circ}C$, respectively, at below $t_c$. The activation energy for the reaction was calculated to be 1.84 eV in the temperature of below $830^{\circ}C$, and decreased to 0.38 eV above $830^{\circ}C$. From the comparative analysis of data, it strongly suggest the rate-controlling step changed from chemical reaction to mass transport above $830^{\circ}C$.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제11권2호
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• pp.49-53
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• 2010

Microstructural origins of leakage current and physical degradation during operation in product-quality AlGaN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) devices were investigated using photon emission microscopy (PEM) and transmission electron microscopy (TEM). AlGaN/GaN HEMTs were fabricated with metal organic chemical vapor deposition on semi-insulating SiC substrates. Photon emission irregularity, which is indicative of gate leakage current, was measured by PEM. Site specific TEM analysis assisted by a focused ion beam revealed the presence of threading dislocations in the channel below the gate at the position showing strong photon emissions. Observation of electrically degraded devices after life tests revealed crack/pit shaped defects next to the drain in the top AlGaN layer. The morphology of the defects was three-dimensionally investigated via electron tomography.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제24권12호
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• pp.645-651
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• 2014

GaN is most commonly used to make LED elements. But, due to differences of the thermal expansion coefficient and lattice mismatch with sapphire, dislocations have occurred at about $109{\sim}1010/cm^2$. Generally, a low temperature GaN buffer layer is used between the GaN layer and the sapphire substrate in order to reduce the dislocation density and improve the characteristics of the thin film, and thus to increase the efficiency of the LED. Further, patterned sapphire substrate (PSS) are applied to improve the light extraction efficiency. In this experiment, using an AlN buffer layer on PSS in place of the GaN buffer layer that is used mainly to improve the properties of the GaN film, light extraction efficiency and overall properties of the thin film are improved at the same time. The AlN buffer layer was deposited by using a sputter and the AlN buffer layer thickness was determined to be 25 nm through XRD analysis after growing the GaN film at $1070^{\circ}C$ on the AlN buffer CPSS (C-plane Patterned Sapphire Substrate, AlN buffer 25 nm, 100 nm, 200 nm, 300 nm). The GaN film layer formed by applying a 2 step epitaxial lateral overgrowth (ELOG) process, and by changing temperatures ($1020{\sim}1070^{\circ}C$) and pressures (85~300 Torr). To confirm the surface morphology, we used SEM, AFM, and optical microscopy. To analyze the properties (dislocation density and crystallinity) of a thin film, we used HR-XRD and Cathodoluminescence.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.309.1-309.1
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• 2014

III-N계 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 자외선에서 가시광을 포함한 적외선까지 포함한 폭 넓은 발광이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 p형 GaN의 경우, 상온에서 도펀트로 사용되는 마그네슘(Mg)이 수소(H)와 결합하여 보상 효과를 나타내기 때문에 높은 정공농도를 갖기에 어려움이 있다고 알려져 있다. 따라서, 대부분의 연구 그룹에서는 GaN계 LED 소자를 성장 후 rapid thermal annealing 공정이 요구되고 있고, 최근에는 박막 성장 후 반응로 내에서 자체적으로 열처리를 진행하고 있는 실정이다. 하지만, 열처리 조건은 LED 소자의 발광특성에 큰 영향을 주기 때문에 본 연구에서는 반응로에서 열처리가 된 LED 샘플에 대해 추가적인 열처리 공정의 유무에 따른 GaN계 LED소자의 광학적 및 전기적 특성에 대해 알아보고자 하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 c-면 사파이어 기판에 저온 GaN 완충층 및 $2.0{\mu}m$두께의 GaN 박막을 성장한 후, $3.0{\mu}m$두께의 n-형 GaN에피층과 InGaN/GaN 5주기의 양자우물구조를 형성하고 $0.1{\mu}m$두께의 p형 GaN층을 성장하였다. P-형 GaN층 성장 후 온도를 내리면서 $750^{\circ}C$, N2 분위기에서 5분간 Mg 활성화를 위한 열처리를 반응로에서 in-situ로 진행하였다. 그 후 급속열처리 장비에 장입하여 $650^{\circ}C$, N2 분위기에서 5분간 추가적인 열처리를 진행하여 추가 열처리 유무에 따른 LED소자의 특성을 분석하였다. 추가적인 열처리 유무에 따른 LED소자의 레이저 여기에 의한 포토루미네선스 스펙트럼과 전계발광 스펙트럼을 조사한 바, 포토루미네선스 스펙트럼의 경우 추가적인 열처리를 진행하였을 경우, 이전보다 발광 세기가 감소함을 나타내었다. 이는 추가적인 열처리에 의해 InGaN/GaN 활성층이 손상되었기 때문이라고 추측된다. 그러나 전계발광 스펙트럼에서는 활성층이 손상되었음에도 불구하고 전계 발광세기가 3배 가량 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 20 mA 인가 시 4.2 V 에서 3.7 V로 전압이 감소하였다. 상기 결과로 미루어 볼 때 열처리에 의한 InGaN/GaN 활성층 손상에도 불구하고 광 세기가 크게 증가한 것은 금속유기화학증착장치의 in-situ 열처리에 의한 Mg가 충분히 활성화되지 못하였고, 추가적인 열처리에 의하여 p형 GaN에서 Mg-H 복합체의 분리로 인한 Mg 활성화가 더욱더 효과적으로 이루어졌기 때문이라고 추측된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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• pp.54-55
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• 2001

Recently, there has been much interests in InGaN/GaN multiple-quantum-well (MQW) structures due to their applicability as optoelectronic devices such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes [1]. Their ultrafast and physical properties are also of significant interests. Anomalously large acoustic phonon oscillations have been observed using ultrafast lasers in InGaN MQWs [2]. In this study, we have peformed femtosecond pump-probe experiments in the reflection geometry on 5 periods InGaN/GaN MQW LED structure with well width of 20$\AA$ and barrier width of 100$\AA$ at room temperature. (omitted)

• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.152-157
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• 2007

본 연구에서는 AlGaN/GaN HEMT (High electron mobility transistor)를 제작하고 20 mTorr의 챔버 압력과 15 sccm의 ${N_2}O$ 유량, 40 W의 RF 전력의 조건으로 원거리에서 형성된 플라즈마로 소스와 드레인 영역을 10초${\sim}$120초 동안 처리하여 HEMT의 전기적 특성을 관찰하였다. 상온에서 ${N_2}O$ 플라즈마에 처리한 경우 HEMT의 특성이 변화하지 않았으나 $200^{\circ}C$의 온도에서 10초 동안 처리한 경우 게이트 길이가 1um, 소스와 드레인 사이의 거리가 4um인 HEMT의 게이트 누설전류가 246 nA로부터 1.2 pA로 크게 감소하였다. 또한 25 um 떨어진 200um 폭의 두 활성층 사이 누설전류가 3 uA로부터 7 nA로 감소하였으며 720 ${\Omega}/{\box}$의 활성층의 면저항을 608 ${\Omega}/{\box}$로 감소시켜 도전율의 증가를 나타내기도 하였다. ${N_2}O$ 플라즈마의 처리에 의한 전기적 특성 개선은 10초 이내의 짧은 시간 동안 이루어지며 더 이상의 처리는 누설전류 특성 개선에 도움이 되지 않았다. 또한 ${N_2}O$ 플라즈마 처리로 개선된 특성은 $SiO_2$의 증착과 식각 후에도 개선된 특성이 유지되었다. ${N_2}O$ 플라즈마의 처리는 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스와 드레인 전류의 증가, 드레인 전류의 차단특성의 개선에도 기여하여 고품위의 AlGaN/GaN HEMT 제작에 효과적으로 이용될 수 있음이 확인되었다.