• Title/Summary/Keyword: Plasma-assisted molecular-beam epitaxy

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Characteristics of InGaN/GaN Quantum Well Structure Grown by MBE

  • 윤갑수;김채옥;박승호;원상현;정관수;엄기석
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1998.02a
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    • pp.110-110
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    • 1998
  • GaN는 직접천이형 에너지 캡을 가지며 In과 화합물을 형성할 경우 1.geV-3.4eV까지 다양한 에너지 캡을 가지므로 청색 발광소자 고출력소자 고온 전자소자둥 웅용성이 많 은 물절로서 각광을 받고 있다. 그러나 G랴‘에 적합한 기판이 없다는 문제점으로 인하여 F FET, LD와 같은 다양한 구조의 웅용에 제 약이 따랐다. 이에 본 연구에서는 RF(radio frequency) Plasma-Assisted MBE( molecular beam e epitaxy )를 이용하여 InxGaj xN/G암J 양자우물 구조를 성장하였다. 이렇게 성장된 I InxGaj xN 박막과 InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 특성의 분석은 광학적 특성올 PL( p photoluminescence ) , 결 정 성 의 분석 은 XRD ( x-ray diffraction ), 표면 과 단변 의 계 변 특성은 SEM(scanning electron microscopy)을 이용하여 분석하였다. 저온 PL의 측정결 과 기판온도를 680$^{\circ}$C로 고정한 후 In cell의 온도를 650$^{\circ}$C에서 775$^{\circ}$C까지 증가함에 따라 I InxGaj xN에 관계된 피크위치가 약3이neV정도 red shift 함을 관찰할 수 있었다. 한편 I InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 경우 PL피크가 3.2없eV로써 InxGaj- xN의 PL 피크에 비 해 에서 약 25me V 고에너지 이동이 관측되었으며 이것은 우불 내에서 에너지레벨의 c confinement효과에 의해 에너지의 변화에 의한 것엄올 확인하였으며, 양자우물 구조에서 우물의 두께를 줄임에 따라 변화 폭은 1이neV정도 고에너지 이동을 관찰할 수 있었다. X XRD 측정의 결과 In의 mole fraction에 따라 격자상수의 변화를 관찰하였으며, 결정 성의 변화를 피크의 세기로 관찰하였다 .. XRD로 판단한 In의 mole fraction은 0.2임을 알 았다 .. SEM 측정은 표변과 단면의 측정으로서 표연특성과 단면의 특성을 InxGaj xN, I InxGaj xN/GaN 양자우물 구조 모두 알아보았다. 측정 결과 InxGaj-xN의 성 장조건으로 기판온도가 낮아지면서 표면의 거칠기 정도가 증가하였으며,680$^{\circ}$C의 기판온도에서 성장 한 양자우물 구조에 있어서 매끄라운 표면올 얻올 수 있었다.

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수열합성법으로 성장된 ZnO 박막의 열처리에 따른 특성 변화

  • Kim, Min-Su;Im, Gwang-Guk;Kim, So-ARam;Nam, Gi-Ung;Lee, Jae-Yong;No, Geun-Tae;Lee, Dong-Yul;Kim, Jin-Su;Kim, Jong-Su;Lee, Ju-In;Im, Jae-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.78-78
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    • 2011
  • 수열합성법을 이용하여 Si(111) 기판에 ZnO 박막을 성장하였다. ZnO 박막의 성장을 위한 씨앗층은 plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE)를 이용하였다. 씨앗층의 표면 거칠기(root-mean-square roughness)는 2.5 nm이고, 씨앗층 위에 성장된 ZnO 박막은 다양한 크기의 입자들로 이루어져 있었으며 두께는 약 $1.8{\mu}m$로 매우 일정하였다. 배향성을 알아보기 위하여 texture coefficient (TC)를 계산해 보았다. TC(100)과 TC(200)은 a-축 배향성을, TC(002)는 c-축 배향성을 나타내는데, c-축으로 더 우세한 배향성(99.5%)을 보였다. TC 비율(TCa-axis/TCc-axis)은 열처리 온도를 $700^{\circ}C$까지 올렸을 때, 점차적으로 증가하였고, 그 이상의 열처리 온도(< $900^{\circ}C$)에서는 급격히 감소하였다. 잔류응력과 Zn와 O의 bond length도 유사한 경향을 보였다. $700^{\circ}C$까지 열처리 온도가 증가함에 따라, 잔류응력은 증가하였고 bond length는 감소하였다. Near-band-edge emission (NBE)의 피크 강도는 열처리 온도가 $700^{\circ}C$까지 증가함에 따라 점차적으로 증가하였다. 열처리 온도가 $800^{\circ}C$ 이상 증가함에 따라 deep-level emission (DLE)가 적색편이(red-shift)하였다. $700^{\circ}C$로 열처리를 한 ZnO 박막이 가장 우세한 (002)방향의 배향성을 보였을 뿐만 아니라 가장 큰 발광효율 증가를 보였다.

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Studies on Fabrication and Characteristics of $Al_{0.3}Ga_0.7N/GaN$ Heterojunction Field Effect Transistors for High-Voltage and High-Power Applications (고전압과 고전력 응용을 위한 $Al_{0.3}Ga_0.7N/GaN$ 이종접합 전계효과 트랜지스터의 제작 및 특성에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Wook;Lee, Jae-Seung;Kim, Chang-Suk;Jeong, Doo-Chan;Lee, Jae-Hak;Shin, Jin-Ho
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.38 no.8
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    • pp.13-19
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    • 2001
  • We report on the fabrication and characterization of $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$ HFETs with different barrier layer thickness which were grown using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PAMBE). The barrier thickness of $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN HFETs could be optimized in order to maximize 2 dimensional electron gas induced by piezoelectric effect without the relaxation of $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$ layer. $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN (20 nm/2 mm) HFET with 0.6 ${\mu}m$-long and 34 ${\mu}m$-wide gate shows saturated current density ($V_{gs}=1\;V$) of 1.155 A/mm and transconductance of 250 ms/mm, respectively. From high frequency measurement, the fabricated $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN HFETs showed $F_t=13$ GHz and $F_{max}=48$ GHz, respectively. The uniformity of less than 5% could be obtained over the 2 inch wafer. In addition to the optimization of epi-layer structure, the relation between breakdown voltage and high frequency characteristics has been examined.

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