• 한국전자파학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.128-135
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• 2013

본 논문에서는 Si가 도핑된 Modulation-doped AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 가지는 전력증폭기용 MISHFET 소자를 제작하였다. 제작된 GaN TR 소자는 6H-SiC(0001)의 Substrate 위에 성장시켰으며, 180 nm의 gate length를 가진다. 제작된 소자를 측정한 결과, 837 mA/mm의 최대 드레인 전류 특성, 177 mS/mm의 $g_m$(Tranconductance)을 가지며, $f_T$는 45.6 GHz, $f_{MAX}$는 46.5 GHz로 9.3 GHz에서 1.54 W/mm의 전력 밀도와 40.24 %의 PAE를 가지는 것으로 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제20권5호
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• pp.257-261
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• 2010

A non-volatile resistive random access memory (RRAM) device with a Cr-doped $SrZrO_3/SrRuO_3$ bottom electrode heterostructure was fabricated on $SrTiO_3$ substrates using pulsed laser deposition. During the deposition process, the substrate temperature was $650^{\circ}C$ and the variable ambient oxygen pressure had a range of 50-250 mTorr. The sensitive dependences of the film structure on the processing oxygen pressure are important in controlling the bistable resistive switching of the Cr-doped $SrZrO_3$ film. Therefore, oxygen pressure plays a crucial role in determining electrical properties and film growth characteristics such as various microstructural defects and crystallization. Inside, the microstructure and crystallinity of the Cr-doped $SrZrO_3$ film by oxygen pressure were strong effects on the set, reset switching voltage of the Cr-doped $SrZrO_3$. The bistable switching is related to the defects and controls their number and structure. Therefore, the relation of defects generated and resistive switching behavior by oxygen pressure change will be discussed. We found that deposition conditions and ambient oxygen pressure highly affect the switching behavior. It is suggested that the interface between the top electrode and Cr-doped $SrZrO_3$ perovskite plays an important role in the resistive switching behavior. From I-V characteristics, a typical ON state resistance of $100-200\;{\Omega}$ and a typical OFF state resistance of $1-2\;k{\Omega}$, were observed. These transition metal-doped perovskite thin films can be used for memory device applications due to their high ON/OFF ratio, simple device structure, and non-volatility.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.198-198
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• 2010

전하 트랩형 비휘발성 메모리는 10년 이상의 데이터 보존 능력과 빠른 쓰기/지우기 속도가 요구 된다. 그러나 두 가지 특성은 터널 산화막의 두께에 따라 서로 trade off 관계를 갖는다. 즉, 두 가지 특성을 모두 만족 시키면서 scaling down 하기는 매우 힘들다. 이것의 해결책으로 적층된 유전막을 터널 산화막으로 사용하여 쓰기/지우기 속도와 데이터 보존 특성을 만족하는 Tunnel Barrier engineered Memory (TBM)이 있다. TBM은 가운데 장벽은 높고 기판과 전극쪽의 장벽이 낮은 crested barrier type이 있으며, 이와 반대로 가운데 장벽은 낮고 기판과 전극쪽의 장벽이 높은 VARIOT barrier type이 있다. 일반적으로 유전율과 밴드갭(band gap)의 관계는 유전율이 클수록 밴드갭이 작은 특성을 갖는다. 이러한 관계로 인해 일반적으로 crested type의 터널산화막층은 high-k/low-k/high-k의 물질로 적층되며, VARIOT type은 low-k/high-k/low-k의 물질로 적층된다. 이 형태는 밴드갭이 다른 물질을 적층했을 때 전계에 따라 터널 장벽의 변화가 민감하여 전자의 장벽 투과율이 매우 빠르게 변화하는 특징을 갖는다. 결국 전계에 민감도 향상으로 쓰기/지우기 속도가 향상되며 적층된 유전막의 물리적 두께의 증가로 인해 데이터 보존 특성 또한 향상되는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기존의 TBM과 다른 형태의 staggered tunnel barrier를 제안한다. staggered tunnel barrier는 heterostructure의 에너지 밴드 구조 중 하나로 밴드 line up은 두 밴드들이 같은 방향으로 shift된 형태이다. 즉, 가전자대 에너지 장벽의 minimum이 한 쪽에 생기면 전도대 에너지 장벽의 maximum은 반대쪽에 생기는 형태를 갖는다. 이러한 밴드구조를 갖는 물질을 터널 산화막층으로 하게 되면 쓰기/지우기 속도를 증가시킬 수 있으며, 데이터 보존 능력 모두 만족할 수 있어 TBM의 터널 산화막으로의 사용이 기대된다. 본 연구에서 제작한 staggered TBM소자의 터널 산화막으로는 Si3N4/HfAlO (3/3 nm)을 사용하여 I-V(current-voltage), Retention, Endurance를 측정하여 메모리 소자로서의 특성을 분석하였으며, 제 1 터널 산화막(Si3N4)의 두께를 wet etching 시간 (0, 10, 20 sec)에 따른 메모리 특성을 비교 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.936-944
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• 1995

본 논문에서는 저압 유기금속 기상성장(low pressure metal organic vapor phase epitaxy) 장치에 의해 성장된 InGaAsP/InP 구조의 상(phase) 분리현상(Spinodal 분해)이 photoluminescence (PL)의 강도와 반치폭(full-width at half maximum, FWHM)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 시료의 격자부정합은 double crystal x-ray diffractometer를 사용하여 측정하였고, InGaAsP에피막의 Spinodal분해조직은 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)을 사용하여 관측하였다. 격자부정합에서 도출된 부정합응력과 Spinodal 모듈레이션의 주기(periodicity)와 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다. 또한 이러한 InGaAsP에피막의 미세조직 구조와 시료의 광전 특성이 어떤 관계가 있는지 알기 위해 PL 실험을 수행했으며, PL강도와 FWHM이 조성 모듈레이션의 주기에 강하게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이 현상을 심층적으로 연구하기 위해 부정합응력이 야기할 수 있는 interaction 탄성변형 에너지라는 새로운 함수를 유도하였으며 이에 의하여 실험결과를 설명할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.359-359
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• 2011

This study reports the H2S gas sensing properties of CuO / ZnO nano-hetero structure bundle and the investigation of gas sensing mechanism. The 1-Dimensional ZnO nano-structure was synthesized by hydrothermal method and CuO / ZnO nano-heterostructures were prepared by photo chemical reaction. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) spectra confirmed a well-crystalline ZnO of hexagonal structure. In order to improve the H2S gas sensing properties, simple type of gas sensor was fabricated with ZnO nano-heterostructures, which were prepared by photo-chemical deposition of CuO on the ZnO nanorods bundle. The furnace type gas sensing system was used to characterize sensing properties with diluted H2S gas (50 ppm) balanced air at various operating temperature up to 500$^{\circ}C$. The H2S gas response of ZnO nanorods bundle sensor increased with increasing temperature, which is thought to be due to chemical reaction of nanorods with gas molecules. Through analysis of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the sensing mechanism of ZnO nanorods bundle sensor was explained by well-known surface reaction between ZnO surface atoms and hydrogen sulfide. However at high sensing temperature, chemical conversion of ZnO nanorods becomes a dominant sensing mechanism in current system. Photo-chemically fabricated CuO/ZnO heteronanostructures show higher gas response and higher current level than ZnO nanorods bundle. The gas sensing mechanism of the heteronanostructure can be explained by the chemical conversion of sensing material through the reaction with H2S gas.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.151-151
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• 2008

갈륨-질화물(GaN) 기반의 고속전자이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)는 마이크로파 또는 밀리미터파 등과 같은 고주파 대역의 통신시스템에 널리 사용되는 전자소자로 각광받고 있다. GaN HEMT는 AlGaN/GaN 또는 AlGaN/InGaN/GaN 등과 같은 이종접합구조(heterostructure)로부터 발생하는 이차원 전자가스(two-dimensional electron gas, 2DEG) 채널을 이용하여 캐리어 구속효과(carrier confinement) 및 이동도의 향상이 가능하다. 또한 높은 2DEG 채널의 면밀도(sheet concentration) 와 전자의 포화 속도(saturation velocity)를 바탕으로 고출력 동작이 가능하여 차세대 이동통신용 전력 증폭기로 주목받고 있다. 그러나 이론적으로 우수한 특성과 달리, 실제 소자에서는 epi 성장시의 결함이나 전위, 표면 상태에 따른 2DEG 감소 등의 영향으로 이론보다 높은 누설 전류와 낮은 항복 전압 특성을 가진다. 특히, 기존의 GaN HEMT 구조에서는 Drain-Side Gate Edge에서의 전계 집중이 항복 전압 특성에 미치는 영향이 크다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 Trapezoidal Gate구조를 이용하여 Drain 방향의 Gate Edge가 완만히 변하는 구조를 제안하였다. 이를 위해 $ATLAS^{TM}$ 전산모사 프로그램을 이용하여 Trapezoidal Gate 구조를 구현하여 형태에 따른 전류-전압 특성 및 소자의 스위칭 특성 및 Gate 아래 채널층에 형성되는 Electric Field의 분산을 조사하고, 이를 바탕으로 고속 동작 및 높은 항복 전압을 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 최적화된 구조를 제안하였다. 새로운 구조의 Gate를 적용한 AlGaN/GaN HEMT는 Gate edge에서의 전계를 분산시켜 피크 값이 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.73-73
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• 2008

일반적으로 청색 및 자외선 발광다이오드, 레이저 다이오드, UV 감지기 (detector)소자 등의 기술적인 중요성은 ZnO를 기반으로 하는 산화물 반도체와 함께 와이드 밴드갭 반도체 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO의 경우 밴드갭 엔지니어링을 위해 일반적으로 Cd과 Mg을 사용하고 있으며 특히, ZnO에 Mg을 첨가하여 MgZnO 화합물을 첨가할 경우 밴드갭을 3.3eV~7.8eV까지 증가 시킬 수 있고, MgZnO/ZnO 초격자 구조를 이용할 경우 자유 엑시톤 결합에너지를 100meV 이상까지 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 MgO는 결정구조가 rocksalt 구조를 가지는 입방정 구조이기 때문에 Hexagonal 구조를 가진 ZnO에 첨가될 경우 고용도에 큰 제한을 가지게 된다. 이와 같은 문제점으로 인하여 밴드갭 엔지니어링 기술은 여전히 해결되지 않은 문제점으로 남아 있다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 사파이어 기판위에 MgZnO/ZnO 박막을 co-sputtering 시켰다. Targer은 ZnO(99.999%) 와 MgO (99.999%) target을 사용하였고, 스퍼터링 가스는 아르곤과 산소가스를 2:1 비율로 혼합시켜 성장하였다. MgZnO 박막을 성장하기 전 ZnO 층을 ~500 두께로 성장 시켰다. RF-power는 ZnO target을 고정 시키고, MgO targe power를 변화시켜 Mg 농도를 조절 하였다. 실험 결과 MgO target power 가 증가 할수록 반치폭이 증가하고, c-plane을 따라 격자 상수가 감소하는 것을 확인 할 수 있고, UV emission peak intensity가 감소며 단파장쪽으로 blue shift 하고, activation energy 가 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제19권3호
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• pp.94-99
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• 2009

Pulsed Laser Deposition 방법으로 합성된 $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ 박막의 물리적 특성을 증착 조건에 따라 조사하였다. 기존에 알려진 바와는 매우 달리 매우 낮은 산소 분압 ($1.0{\times}10^{-5}$, $1.0{\times}10^{-6}Torr$)에서도 큐리 온도가 높은 박막의 합성이 이루어졌으며 이는 박막의 합성 과정에서 쳄버 내부의 산소 분압보다는 플라즈마 plume의 모양과 그 내부 물질들의 운동에너지가 박막의 질을 결정하는 매우 중요한 요소임을 의미한다. 이러한 양질 박막의 합성 증착 조건을 이용하여 $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ 을 Nb가 도핑된 $SrTiO_3$ 기판위에 증착함으로써 p-n 접합을 제작하였으며 이의 전류-전압곡선이 정류 특성을 보였고 그 모양은 자기장에 의해 바뀔 수 있음을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제29권3호
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• pp.156-161
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• 2020

In this study, hierarchical mesoporous CuO spheres, ZnO flowers, and heterojunction CuO/ZnO nanostructures were fabricated via a facile hydrothermal method. The as-prepared materials were characterized in detail using various analytical methods such as powder X-ray diffraction, micro Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The obtained results are consistent with each other. The H₂S-sensing characteristics of the sensors fabricated based on the CuO spheres, ZnO flowers, and CuO/ZnO heterojunction were investigated at different temperatures and gas concentrations. The sensor based on ZnO flowers showed a maximum response of ~141 at 225 ℃. The sensor based on CuO spheres exhibited a maximum response of 218 at 175 ℃, whereas the sensor based on the CuO/ZnO nano-heterostructure composite showed a maximum response of 344 at 150 ℃. The detection limit (DL) of the sensor based on the CuO/ZnO heterojunction was ~120 ppb at 150 ℃. The CuO/ZnO sensor showed the maximum response to H₂S compared with other interfering gases such as ethanol, methanol, and CO, indicating its high selectivity.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.190-191
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• 2006

We have investigated optical properties of Si/graded-$Si_{1-x}Ge_x$/Si heterostructures grown by reduced pressure chemical vapor deposition. Compared to standard condition using Si(100) substrate and growth temperature of $650^{\circ}C$, Si(111) resulted in low growth rate and high Ge mole fraction. Also samples grown at higher temperatures exhibited increased growth rate and reduced Ge mole fraction. The features regarding both substrate temperature and crystal orientation, representing high incorporation of silicon supplied from gas stream played as a key parameter, illustrate that reaction control were prevailed in this process growth condition. Using secondary ion mass spectroscopy and spectroscopic ellipsometry, microscopic changes in atomic components could be analyzed for Si/graded-$Si_{1-x}Ge_x$/Si heterostructures.