• 한국결정성장학회지
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• 제32권3호
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• pp.83-88
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• 2022

이종 기판과 GaN의 물성 차이로 인해 발생하는 결함을 제어하기 위한 다양한 방법 중 동종 물질을 완충층으로 사용하는 LT-GaN 방법을 사용하여 완충층과 성장 온도의 상관성을 자체 제작한 성장 장비를 통해 확인하고자 하였다. 성장 온도에 따라 표면에 형성된 LT-GaN 결정성에 변화가 있었으며, annealing 후 LT-GaN가 나타내는 결정성에 따라 epiGaN의 응력 완화 효과에 차이점이 있었다. 반면 LT-GaN의 높은 결정성은 다결정을 형성하는 원인으로 작용하여 그 위에 성장하는 epi-GaN의 결정질을 저해하는 결과를 유발하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.344-349
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• 2018

AlGaN/GaN HEMT를 제작하여 상온에서 $-178^{\circ}C$의 저온에 이르기까지 트랜지스터의 전기적인 특성 변화를 연구하였다. 상온에서 264 mA/mm를 나타내던 게이트 길이 $2{\mu}m$인 HEMT의 드레인 전류는 온도의 감소에 따라 변화하여 $-108^{\circ}C$의 온도에서 388 mA/mm로 47%의 증가를 나타냈으며 최대 트랜스컨덕턴스는 121 mS/mm로 부터 183 mS/mm로 증가하였다. 또한 $-178^{\circ}C$의 온도에 이르기까지 -0.39 V의 문턱전압 변화를 보였다. 이러한 변화는 주로 상온에서부터 $-108^{\circ}C$의 온도에서 나타나고 있으며 온도감소에 따른 $720{\Omega}/sq.$ 로부터 $300{\Omega}/sq.$로 감소하는 면저항의 변화와 함께하고 있다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권1호
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• pp.36-41
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• 2006

In this paper, the time evolution of undoped GaN epilayers on a low-temperature GaN buffer layer grown on c-plane sapphire at a low pressure of 300 Torr was studied via a two-step growth condition in a horizontal MOCVD reactor. As a function of the growth time at a high-temperature, the surface morphology, structural quality, and optical and electrical properties were investigated using atomic force microscopy, high-resolution x-ray diffraction, photoluminescence, and Hall effect measurement, respectively. The root-mean-square roughness showed a drastic decrease after a certain period of surface roughening probably due to the initial island growth. The surface morphology also showed the island coalescence and the subsequent suppression of three-dimensional island nucleation. The structural quality of the GaN epilayer was improved with increasing growth time considering the symmetrical (002) and asymmetrical (102) rocking curves. The variations of room-temperature photoluminescence, background carrier concentration, and Hall mobility were measured and discussed.

• 열처리공학회지
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• 제31권5호
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• pp.237-243
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• 2018

In-rich InGaN epilayers were grown on (0001) sapphire substrates by radio-frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy (RF-MBE). InGaN epilayers grown at various growth condition were observed by SEM, XRD, and RHEED. When plasma power of nitrogen increased from 290 to 350 W, surface morphology and crystal quality became worse according to more active nitrogen on the surface of InGaN at N-rich growth condition. As In composition was reduced from 89 to 71% by changing the incoming flux of In and Ga, surface morphology and crystal quality became worse. In addition, weak peaks of cubic InGaN phase was observed from InGaN layer with 71% In composition by XRD ${\Phi}$ scan measurement. When growth temperature decreased from 500 to $400^{\circ}C$, RHEED diffraction pattern was changed to be from streaky to spotty which means atomically rough surface, and spotty pattern showed cubic symmetry of InGaN clearly. XRD ${\Phi}$ scan measurement gave clear evidence that more cubic InGaN phase was formed at low growth temperature. All these results indicates that extremely low surface mobility of Ga adatom caused inferior crystal quality and cubic InGaN phase.

• 한국재료학회지
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• 제12권6호
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• pp.476-481
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• 2002

In this work, we report on the synthesis of the GaN powders from gallium oxide hydroxide (GaOOH) powders and on the structural and optical properties of them. Simple heat treatment of GaOOH in the flow of $NH_3$ gas leads to the formation of submicron hexagonal GaN powders even at the low reaction temperature of $800^{\circ}C$. XRD measurements show that the powders obtained are the single phase GaN. EDS, FTIR, and PL measurements indicate the oxygen-associated characteristics. It is shown from the low temperature PL measurement on GaN powders synthesized at $1000^{\circ}C$ that the shallow donor-acceptor recombination induced emission is more intense than the near band-edge excitonic emission.

• 한국재료학회지
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• 제9권12호
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• pp.1216-1221
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• 1999

TMGa와 유전체 장벽방전에 기초한 질소함유 활성종을 이용하여 (0001) 사파이어 기판위에 GaN 박막을 저온에서 성장시켰다. III-V 질소화합물 반도체의 에피막 성장에 있어서 암모니아는 유기금속 화학증착법에서 지금까지 알려진 가장 보편적인 질소 공급원이며 충분한 질소공급을 위해 $1000^{\circ}C$ 이상의 고온 성장이 필수적이다. GaN 박막을 비교적 저온에서 성장시키기 위하여 질소 공급원으로 암모니아 대신 유전체 장벽방전을 이용하였다. 유전체 장벽방전은 전극사이에 유전체 장벽을 설치하여 arc를 조절하는 방전이며 수 기압의 높은 공정압력보다 훨씬 높으므로 기판표면까지 전달하는데도 이점이 있다. GaN 박막의 결정성과 표면형상은 성장온도, 완충층에 따라 변화하였으며, $700^{\circ}C$의 저온에서도 우수한 (0001) 배향성을 갖는 GaN 박막을 성장할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.229-237
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• 1998

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.

• 한국재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.599-603
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• 1999

AIN과 저온 GaN 완충충율 이용하여 Si 기판 위의 후막 GaN의 성장특성을 조샤하였다. Si과 GaN의 격자부정합도와 열팽창계수의 차이를 줄이기 위해 AIN과 저온 GaN를 완충충으로 사용하였다. AIN은 RF sputter를 이용하여 중착온도와 증착시간 및 RF power에 따른 표면 거칠기를 AFM으로 조사하여 최척조건을 확립하여 사용하였다. 또한 저온에서 GaN를 성장시켜 이를 완충충으로 이용하여 후막 GaN의 성장시 미치는 영향을 살펴보았다. 성장온도와 V/III 비율이 후막 성장시 표면특성과 결정성 및 성장속도에 미치는 영향을 조사하였다. 후막 GaN의 표연특성 및 막의 두께는 SEM과 $\alpha-step$을 이용하여 측정하였으며 결정성은 X-ray Diffractometer를 이용하여 조사하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.21-21
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• 2003

To increase the light-emission efficiency of LED, we increased the internal and external quantum efficiency by suppressing the defect formation in the quantum well and by increasing the light extraction efficiency in LED, respectively. First, the internal quantum efficiency was improved by investigating the effect of a low temperature (LT) grown p-GaN layer on the In$\sub$0.25/GaN/GaN MQW in green LED. The properties of p-GaN was optimized at a low growth temperature of 900oC. A green LED using the optimized LT p-type GaN clearly showed the elimination of blue-shift which is originated by the MQW damage due to the high temperature growth process. This result was attributed to the suppression of indium inter-diffusion in MQW layer as evidenced by XRD and HR-TEM analysis. Secondly, we improved the light-extraction efficiency of LED. In spite of high internal quantum efficiency of GaN-based LED, the external quantum efficiency is still low due to the total internal reflection of the light at the semiconductor-air interface. To improve the probability of escaping the photons outside from the LED structure, we fabricated nano-sized cavities on a p-GaN surface utilizing Pt self-assembled metal clusters as an etch mask. Electroluminescence measurement showed that the relative optical output power was increased up to 80% compared to that of LED without nano-sized cavities. I-V measurement also showed that the electrical performance was improved. The enhanced LED performance was attributed to the enhancement of light escaping probability and the decrease of resistance due to the increase in contact area.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.365-370
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• 2000

Schottky contacts on n-In$\_$0.53//Ga$\_$0.47//As have been made by metal deposition on substrates cooled to a temperature of 77K. The current-voltage and capacitance-voltage characteristics showed that the Schottky diodes formed at low temperature had a much improved barrier height compared to those formed at room temperature. The Schottky barrier height ø$\_$B/ was found to be increased from 0.2eV to 0.6eV with Ag metal. The saturation current density of the low temperature diode was about 4 orders smaller than for the room temperature diode. A current transport mechanism dominated by thermionic emission over the barrier for the low temperature diode was found from current-voltage-temperature measurement. Deep level transient spectroscopy studies exhibited a bulk electron trap at E$\_$c/-0.23eV. The low temperature process appears to reduce metal induced surface damage and may form an MIS (metal-insulator-semiconductor)-like structure at the interface.