• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.147-147
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• 2011

High crystalline nonpolar a-plane (11-20) nitride light emitting diodes (LEDs) have been fabricated on r-plane (1-102) sapphire substrates by metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD). The multi-quantum wells (MQWs) active region is consists of 4 periods the nonpolar a-plane InGaN/GaN(a-InGaN/GaN) on a high quality a-plane GaN (a-GaN) template grown by using the multibuffer layer technique. The full widths at half maximum (FWHMs) of x-ray rocking curve (XRC) obtained from phiscan of the specimen that was grown up to nonpolar a-plane GaN LED layers with double crystal x-ray diffraction. The FWHM values were decreased down to 477 arc sec for $0^{\circ}$ and 505 arc sec for $-90^{\circ}$, respectively. After fabricating a conventional lateral LED chip which size was $300{\times}600{\mu}m^2$, we measured the optical output power by on-wafer measurements. N-electrode was made with Cr/Au contact, and ITO on p-GaN was formed with Ohmic contact using Ni/Au followed by inductively coupled plasma etching for mesa isolation. The optical output power of 1.08 mW was obtained at drive current of 20 mA with the peak emission wavelength of 502 nm.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.539-546
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• 2003

GaN/사파이어 박막구조는 높은 SAW속도로 인해 고주파 소자로 이용될 가능성이 있다. 일반적으로, GaN 박막은 사파이어의 c, a, 그리고 r-면에 성장한다. 본 연구에서는 사파이어의 기판과 GaN 박막사이의 결정학적 관계에 따라 GaN/사파이어 구조의 파동 방정식을 계산하였다. 각각의 면에서, GaN의 kH와 사파이어의 기판방향에 따라 전단속도가 변화하였다. 그 결과 r-면의 경우 전기기계결합계수가 우수했다. 즉, 재료의 탄성상수와 전기기계결합계수는 기판의 cut 방향과 방향성에 좌우된다. 또한, GaN/r-면 사파이어는 전기기계결합계수가 우수하므로 고주파수 대역 SAW 소자 응용에 보다 더 좋을 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.20.2-20.2
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• 2011

III-nitrides have attracted much attention for optoelectronic device applications whose emission wavelengths ranging from green to ultraviolet due to their wide band gap. However, due to the strong polarization properties of conventional c-plane III-nitrides, the built-in polarization-induced electric field limits the performance of optical devices. Therefore, there has been a renewed interest in the growth of nonpolar III-nitride semiconductors for polarization free heterostructure optoelectronic and electronic devices. However, the crystal and the optical quality of nonpolar/semipolar GaN have been poorer than those of conventional c-plane GaN, resulting in the relative poor optical and electrical properties of light emitting diodes (LEDs). In this presentation, I will discuss the growth and characterization of high quality nonpolar a-plane and semipolar (11-22) GaN and InGaN multiple quantum wells (MQWs) grown on r- and m-plane sapphire substrates, respectively, by using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) without a low temperature GaN buffer layer. Especially, the epitaxial lateral overgrowth (ELO) technique will be also discussed to reduce the dislocation density and enhance the performance of nonpolar and semipolar GaN-based LEDs.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권8호
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• pp.1-6
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• 2010

본 논문에서는 무분극 GaN층에서 관찰되는 성장축의 방향성에 따른 전기적 비등방성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 위해 $\gamma$-plane 사파이어 기판 상에 유기화학기상증착법 (Metal-organic chemical vapor deposition)을 이용하여 600 nm 두께의 ${\alpha}$-plane n-type GaN층을 성장시킨 후, Ti/Al/Ni/Au (20 nm/ 150 nm/ 30 nm/ 100 nm) 오믹 전극을 증착하여 transfer length method (TLM)로 접촉저항을 측정하였다. 그 결과, ${\alpha}$-plane GaN층이 갖는 축의 방향성에 의한 접촉저항이 차이는 없는 것을 확인하였고, 면저항 측정 시에는 m-축 방향에 비해 c-축 방향에서 발생하는 면저항 값이 약 25%~75% 정도 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 전기적 특성의 비등방성은 c-축 성장방향에 대해 수직방향을 갖는 기저적층결함 (basal stacking faults)의 생성으로 인한 전자들의 거동 저하에 의한 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권5호
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• pp.187-192
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• 2011

비극성 a-GaN의 성장 시 기판의 경사각은 GaN epi의 품질을 결정하는 중요한 변수로서 양질의 a-GaN 성장을 위해서는 R-면 기판의 경사각이 정밀하게 제어된 기판이 요구된다. 본 연구에서는 R-면 기판의 경사각 ${\alpha}$와 ${\beta}$의 목표값이 각각 0, -0.1, -0.15, -0.2, -0.4, $-0.6^{\circ}$와 -0.1, 0, $0.1^{\circ}$인 절단기판을 제조하였다. 절단기판의 경사각을 x-ray를 이용하여 측정하고 통계적인 분석을 통해 기판의 경사각 제어공정에 대한 신뢰성을 평가하였으며, R-면 기판의 경사각의 공차는 ${\pm}0.03^{\circ}$의 값을 가졌다. R-면 기판은 상대적으로 큰 이방성에 의해 c-면 기판에 비해 휨(BOW)과 두께편차(TTV)가 상대적으로 큰 분포를 갖는 것으로 나타났다. AFM을 이용하여 기판 표면을 관찰한 결과, 측정된 R-면기판의 step 높이는 0.2~0.4 nm로 거의 일정한 값을 가졌으며 step 너비는 경사각 ${\alpha}$가 증가함에 따라 156 nm에서 26 nm로 감소하였으며 이와같은 R-면 기판의 step 구조의 변화는 epi 성장에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.175-179
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• 2017

In this study, we investigate the $SiO_2$ current blocking layer (CBL) to improve light output power efficiency in nonpolar a-plane (11-20) GaN LEDs on a r-plane sapphire substrate. The $SiO_2$ CBL was produced under the p-pad layer using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The results show that nonpolar GaN LED light output power with the $SiO_2$ CBL is considerably enhanced compared without the $SiO_2$ CBL. This can be attributed to reduced light absorption at the p-pad due to current blocking to the active layer by the $SiO_2$ CBL.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.497-498
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• 2009

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.557-565
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• 2014

We report the effect of basal-plane stacking faults (BSFs) on X-ray diffraction (XRD) of non-polar (11$\underline{2}$0) a-plane GaN films with different $SiN_x$ interlayers. Complete $SiN_x$ coverage and increased three-dimensional (3D) to two-dimensional (2D) transition stages substantially reduce BSF density. It was revealed that the Si-doping profile in the Si-doped GaN layer was unaffected by the introduction of a $SiN_x$ interlayer. The smallest in-plane anisotropy of the (11$\underline{2}$0) XRD ${\omega}$-scan widths was found in the sample with multiple $SiN_x$ layers, and this finding can be attributed to the relatively isotropic GaN mosaic resulting from the increase in the 3D-2D growth step. Williamson-Hall (WH) analysis of the (h0$\underline{h}$0) series of diffractions was employed to determine the c-axis lateral coherence length (LCL) and to estimate the mosaic tilt. The c-axis LCLs obtained from WH analyses of the present study's representative a-plane GaN samples were well correlated with the BSF-related results from both the off-axis XRD ${\omega}$-scan and transmission electron microscopy (TEM). Based on WH and TEM analyses, the trends in BSF densities were very similar, even though the BSF densities extracted from LCLs indicated that the values were reduced by a factor of about twenty.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2008년도 추계학술발표대회 및 제15회 신소재 심포지엄
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• pp.32.2-32.2
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• 2008

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권3호
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• pp.25-32
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• 2011

초고휘도 비극성 a-GaN LED를 위한 양질의 R-면 사파이어 기판을 제조하기 위해 절단, 연마공정에 대해서 연구하였다. 사파이어는 이방성이 큰 물질로서 R-면과 c-면의 기계적인 특성의 차이에 의해 기판 제조공정 조건이 영향을 받으며, c-면에 비해서 R-면은 이방성 크며 각 결정학적인 면에서의 이방성은 연마공정에는 큰 영향을 미치지 않으나 절단공정에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. R-면 잉곳의 절단방향이 a-flat에 대해 $45^{\circ}$인 경우에 절단이 가장 효과적으로 이루어졌으며 양호한 절단품질을 얻을 수 있었다. 기계적인 연마가 이루어지는 래핑과 DMP(Diamond mechanical polishing) 공정에서는 c-면 기판과 연마율이 큰 차이가 나타나지 않았으나, 화학반응이 수반되는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정에서는 c-면 기판의 연마율이 R-면 기판의 약 2배 이상 큰 값을 가졌으며, 이는 c-면의 수화반응층 형성에 의한 영향으로 보여진다.