• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.14-14
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• 2006

Al2O3 단결정을 기판을 이용하여 HVPE법으로 GaN를 성장한 후 얻어진 GaN wafer는 N-face에 동종인 GaN를 성장하였다. 이때 동종 성장은 Al2O3와의 열팽창계수 차이로 야기된 휨을 제거할 수 있었으며, 양쪽 면은 결합 밀도가 급격히 감소하였다. 또한 표면 분극을 조사하기 위하여 에칭후 SEM 형상과 CBED를 조사 하였으며 특히 N-face에서의 표면 형상과 PL의 변화를 조사하였다. 이때 N-face의 변화는 초기의 N-face의 특성과 다른 양상을 보여 주고 있으며, DXRD와 PL 분석 걸과 결정성은 두배나 높은 결과를 보여주고 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권2호
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• pp.62-67
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• 2015

혼합소스 HVPE 방법을 사용하여 탄소 마이크로구를 합성하였다. 소스 물질로는 그래파이트 보트에 담겨 진 Ga, Al을 사용하였고 반응가스로 암모니아, 염산, 질소 가스를 사용하였다. 탄소 마이크로구의 합성은 $1090^{\circ}C$에서 실시하였다. 질소 가스는 5000, 염산 가스는 80, 암모니아 가스는 2000 sccm으로 공급되며 반응 시간은 3시간으로 하였다. 탄소 마이크로구의 SEM 측정 결과 수백 ${\mu}m$의 지름을 가지고 매끈한 표면을 가지는 완전한 구형 모양을 가짐을 알 수 있었다. XPS 결과 탄소 마이크로구의 내부는 탄소 71.78 wt%, 산소 15.37 wt%, 황 0.32 wt%, 규소 1.97 wt%로 구성되어 있었다. 또한 TEM 분석을 통해 탄소 마이크로구가 비정질임을 알 수 있었다. 탄소 마이크로구가 합성된 것은 에피 성장 과정 중에 배양판과 같이 홈이 파져 있는 공간에서 가스 간의 흡착 반응에 의해 탄소 마이크로구의 성분들이 합성된 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권3호
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• pp.96-102
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• 2020

본 논문에서는 6H-SiC (0001) 기판 위에 AlN 에피층을 혼합 소스 수소화물 기상 에피택시 방법에 의해 성장하였다. 시간당 5 nm의 성장률로 0.5 ㎛ 두께의 AlN 에피층을 얻었다. FE-SEM과 EDS 결과를 통해 6H-SiC (0001) 기판 위에 성장된 AlN 에피층 표면을 조사하였다. HR-XRD와 계산식을 통해 전위 밀도를 예측하였다. 1.4 × 10⁹ cm^-2의 나사 전위 밀도와 3.8 × 10⁹ cm^-2의 칼날 전위 밀도를 가지는 우수한 결정질의 AlN 에피층을 확인하였다. 혼합소스 HVP E 방법에 의해 성장된 6H-SiC 기판 위의 AlN 에피층은 전력소자 등에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.83-90
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• 2019

본 논문에서는 전력 반도체 소자용 Mg-doped AlN 에피층을 혼합 소스 수소화물 기상 에피택시 방법에 의해 성장하였다. p형 재료로는 Mg을 사용하였다. 소자응용을 위한 기초 기판으로서 역할을 하기 위하여 GaN 에피층이 성장된 기판과 GaN 에피층이 성장되어 패턴이 형성된 사파이어 기판 위에 Mg-doped AlN 에피층을 선택 성장하였다. Mg-doped AlN 에피층의 표면과 결정 구조는 FE-SEM 및 HR-XRD에 의해 조사하였다. XPS 스펙트럼과 라만 스펙트럼 결과로부터 혼합소스 HVPE 방법에 의해 성장된 Mg-doped AlN 에피층은 전력소자 등에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권3호
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• pp.103-111
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• 2021

고체 재료인 Si, Al 그리고 Ga을 혼합하는 혼합소스 수소화물기상 방법에 의해 육각형 Si 결정을 성장하였다. 새로 고안된 상압의 혼합소스 수소화물기상 방법에서는 1200℃의 고온에서 GaCl_n, AlCl_n 그리고 SiCl_n 가스 사이의 상호작용에 의해 핵이 형성된다. 또한 Si과 HCl 가스의 급격한 반응에 의해 높은 분압을 가진 전구 기체를 발생시키는 구조로 설계 되었다. 주사 전자 현미경(FE-SEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(EDS), 고해상도 X-선 회절(HR-XRD) 그리고 라만 스펙트럼을 통하여 육각형 Si 결정의 특성을 확인하였으며, Si 산업 분야에서 새로운 소재로서 응용성이 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권4호
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• pp.135-139
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• 2014

수소화기상증착에피탁시로 성장된 GaN 단결정의 표면 특성을 정밀하게 측정하기 위해, 용융 KOH/NaOH 습식화학에칭법을 적용하였다. KOH/NaOH 습식화학에칭법에 에칭속도는 기존의 황산, 인산과 같은 etchant에 비해 느린데, 이는 불용성 코팅층의 형성에 의한 것이다. 따라서 이 방법으로 etch pits density를 더 효율적으로 평가할 수 있었다. 성장된 GaN 단결정을 XRD(X-Ray Diffraction), XRC(X-ray rocking curve)로 결정성을 분석하였으며, 에칭 특성과 표면 형상은 주자전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 에칭 실험 결과 격자결함들이 독립적으로 잘 분리되어 있고 그들의 형태가 명확하게 나타나는 최적 에칭 조건은 $410^{\circ}C$, 25분이었다. 이 조건에서 얻은 결함밀도 값은 $2.45{\times}10^6cm^{-2}$이었으며, 이는 상업적으로 이용 가능 한 정도의 재료임을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권3호
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• pp.89-94
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• 2016

본 연구에서는 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)를 이용하여 각각 다른 V/III ratio를 가지는 multi-step의 성장 시간 변화에 따라 r-plane 사파이어 위에 성장되는 a-plane GaN 에피층의 결정성에 대하여 연구하였다. 또한 이번 연구의 결과를 선행 연구에서 single-step으로 r-plane 사파이어 위에 성장시킨 a-GaN 에피층의 결과와 비교하였다. Multi-step으로 r-plane 사파이어 위에 a-plane GaN 에피층을 성장시켰을 때, source HCl의 유량과 성장 시간이 증가함에 따라 a-plane GaN 에피층에 대한 rocking curve의 FWHM(Full Width at Half Maximum) 값이 감소하였다. 높은 source HCl의 유량을 갖는 first step과 second step의 성장 시간과 source HCl의 유량이 증가할수록 a-plane GaN 에피층 내부의 void가 감소하였다. 결과적으로 first step과 second step의 성장 시간이 가장 긴 조건에서 성장된 a-plane GaN 에피층이 가장 낮은 FWHM 값인 584 arcsec을 가지며, azimuth angle의 의존도가 가장 적은 것으로 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권2호
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• pp.45-53
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• 2023

4H-SiC 기판 위의 Si 성장은 전력 반도체, 바이폴라 접합 트랜지스터 및 광전자 공학에서 매우 유용한 재료로서 광범위한 응용 분야를 가지고 있다. 그러나 Si와 4H-SiC 사이에 약 20 %의 격자 불일치로 인해 4H-SiC에서 매우 양질의 결정 Si를 성장시키는 것은 상당히 어렵다. 본 논문에서는 혼합 소스 수소화물 기상 에피택시 방법을 이용하여 4H-SiC 기판에서 성장한 Al 관련 나노 구조체 클러스터에 의한 육각형 Si 에피층의 성장을 보고한다. 4H-SiC 기판 위에 육각형 Si 에피층을 성장시키기 위해 먼저 Al 관련 나노 구조체 클러스터가 형성되고 Si 원자를 흡수하여 육각형 Si 에피층이 형성되는 과정을 관찰하였다. Al 관련 나노 구조체 클러스터와 육각형 Si 에피층에 대하여 FE-SEM 및 라만 스펙트럼 결과로부터 육각형 Si 에피층은 일반적인 입방정계 Si 구조와 다른 특성을 가지는 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.110-113
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• 2011

본 논문에서는 금속촉매를 이용하여 육각형 GaN 피라미드의 꼭지점 부분에만 마이크로 크기의 GaN 구조를 선택적으로 성장시킬 수 있는 결정 성장 방법에 대하여 연구하였다. GaN Template 위에 $SiO_2$ 막을 증착하고 3 ${\mu}m$의 원형 패턴을 형성하여 metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) 방법으로 선택적 결정 성장에 의해 GaN 피라미드를 성장한 후, photolithography 공정을 이용하여 피라미드 꼭지점 부분에만 Au화 Cr을 각각 증착하였다. GaN 피라미드 구조의 꼭지점 부근에만 금속이 증착된 시료를 MOVPE 반응관에 장착하고 10분 동안 GaN 마이크로 구조를 성장하였다. 성장 온도는 650, 700, $750^{\circ}C$로 변화를 주어 특성 변화를 알아보았다. 막대 형상의 마이크로 GaN 구조들은 {1-101} 결정면들을 구성하는 6개의 결정면에 대해 각각 수직한 방향으로 성장되었으며 이들 구조들의 형성조건과 모양은 성장온도와 금속의 종류에 의해 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권2호
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• pp.61-65
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• 2009

본 논문에서는 형광체가 없는 백색 LED의 성장과 광학적인 특성을 분석하였다. 혼합소스(miked-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법과 다중성장보트를 이용하여 MOCVD로 얇게 성장한 n-GaN 위에 활성층을 AlGaN으로 한 이종접합구조(DH; Doublehetero structure)를 성장하고, 패키징 단계를 거쳐 비형광체 단일칩 백색 LED 램프를 제작하였다. 패키징 한 소자를 주입전류 $10{\sim}100mA$로 변화시켜 측정한 결과 색 연색성 값은 72-93, 색좌표의 좌표값은 X값은 $0.26{\sim}0.34$, Y값은 $0.31{\sim}0.40$에서 가지며, 색온도는 $5126{\sim}10406K$ 범위에서 측정되었다. 또한 주입전류 증가 시, 형광체를 사용한 백색 LED는 청색 영역으로 이동하지만, 제작된 백색 LED는 황색영역으로 색좌표가 이동하였다. 이러한 특성을 통하여 고감도의 색 연색성 값을 가지는 비형광체 백색LED의 성장 가능성을 확인하였으며, 광 특성 분석 결과를 통하여 혼합소스의 성장 메커니즘을 제안하고자 한다.