• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.261-264
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• 2012

본 연구에서는 HVPE법으로 사파이어 기판(0001) 위에 성장시킨 GaN epilayer의 etching에 따른 표면변화 특성을 조사하였다. 주사전자 현미경(SEM) 관찰 결과, 3가지 형태를 갖는 육각형 모양의 etch pit(edge, screw, mixed) 들이 GaN epilayer의 두께 변화에 따라서 형성되었다. 이러한 관통전위들은(TDs) epilayer의 두께가 얇고, etch pit density가 높을수록 screw and mixed type TDs이 많이 관찰되었고, 두께가 증가할수록 etch pit density가 낮아지면서 edge and mixed type TDs들이 주로 존재하는 것을 관찰 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2241-2248
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• 2011

본 논문에서는 고출력 및 고효율 특성을 지니는 질화갈륨(gallium nitride, GaN) 고출력 트랜지스터 소자를 이용하여 WiMAX 및 LTE(long term evolution) 시스템에 사용 가능한 60watt급 고출력증폭기 모듈을 팔렛트(palette) 타입으로 개발한 결과에 대하여 기술한다. 높은 이득을 얻기 위한 라인업(lineup) 구성을 위해 저전력이면서 고이득을 지니는 전치증폭단, 8watt급의 GaN 구동증폭단, 그리고 30watt급 GaN 소자 2개를 도허티(doherty) 구조로 구성한 60watt 고출력증폭단을 사용하였으며, 이로부터 2.5~2.68GHz에서 61.4dB의 이득과 ${\pm}$0.075dB의 우수한 이득 평탄도를 얻었다. 특히 구동단과 고출력증폭단은 고효율 및 고출력 특성의 GaN 소자를 사용하였고, 또한 추가적인 효율 개선을 위해 도허티 구조를 적용함으로써 보다 높은 효율을 가지도록 하였다. 현재 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 WiMAX 신호를 사용하여 제작된 팔렛트 타입의 증폭기 모듈의 성능을 측정하였는데, RRH(remote radio head) 타입으로 구성된 사용 예에서 WiMAX 변조 신호 10watt 출력 기준으로 약 37~38%의 효율을 나타내었다. 제작된 증폭기 모듈을 디지털 전치왜곡기(digital predistorter, DPD)와 연동하여 시험한 결과 WiMAX 변조 신호 10watt 출력에서 ACLR은 46dBc 이상의 특성을 지닌다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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• pp.121-125
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• 2003

Time-resolved photoluminescence from InGaN/GaN multi-quantum well structures was investigated for two different shapes of square- and trapezoidal wells grown by metal-organic chemical vapor deposition. To compare to the conventional square well structure with a radiative recombination lifetime of 0.170 nsec, the large value of lifetime of 0.540 nsec from trapezoidal well were found at room temperature. This value is similar to the value for GaN host material indicating no confinement effect of quantum well. Furthermore, the high resolution transmission electron microscopy image provides the In clustering effect in the trapezoidal well structure.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제4권5호
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• pp.19-23
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• 2003

Time-resolved photoluminescence from InGaN/GaN multi-quantum well structures was investigated for two different shapes of square-and trapezoidal wells grown by metal-organic chemical vapor deposition. To compare to the conventional square well structure with a radiative recombination lifetime of 0.170 nsec, the large value of lifetime of 0.540 nsec from trapezoidal well were found at room temperature. This value is similar to the value for GaN host material indicating no confinement effect of quantum well. Furthermore, the high resolution transmission electron microscopy image provides the In clustering effect in the trapezoidal well structure.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.85-90
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• 2002

$RuO_2$/GaN and related contacts were investigated for Schottky contacts in GaN-Based optical and electronic devices. We demonstrated that an $RuO_2$ film forms a stable Schottky contact on a GaN layer with a barrier height (${\Phi}_B$) of 1.46 eV and transmittance of 70% in the visible and near UV region. $RuO_2$/GaN Schottky diode showed a breakdown at over -50V and leakage current of only 0.3 nA at -5V. The $RuO_2$/GaN Schottky type photodetector had the UV/Visible rejection ratio of over $10^5$ and the responsivity of 0.23 A/W at 330 nm. The $RuO_2$ gate AlGaN/GaN EFET exhibited high drain current ($I_d$) of 689.3 mA/mm and high transconductance ($g_m$) of 197.4 mS/mm. Cut-Off frequency ($f_t$) and maximum operating frequency ($f_{max}$) were measured as 27.0 GHz and 45.5 GHz, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.391-392
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• 2012

In these days, the desire for the precise and tiny displays in mobile application has been increased strongly. Currently, laser displays ranging from large-size laser TV to mobile projectors, are commercially available or due to appear on the market [1]. In order to achieve a mobile projectors, the semiconductor laser diodes should be used as a laser source due to their size and weight. In this presentation, the continuous etch characteristics of Pd and AlGaN/GaN superlattice for the fabrication of blue laser diodes were investigated by using inductively coupled $CHF_3$ and $Cl_2$ -based plasma. The GaN laser diode samples were grown on the sapphire (0001) substrate using a metal organic chemical vapor deposition system. A Si-doped GaN layer was grown on the substrate, followed by growth of LD structures, including the active layers of InGaN/GaN quantum well and barriers layer, as shown in other literature [2], and the palladium was used as a p-type ohmic contact metal. The etch rate of AlGaN/GaN superlattice (2.5/2.5 nm for 100 periods) and n-GaN by using $Cl_2$ (90%)/Ar (10%) and $Cl_2$ (50%)/$CHF_3$ (50%) plasma chemistry, respectively. While when the $Cl_2$/Ar plasma were used, the etch rate of AlGaN/GaN superlattice shows a similar etch rate as that of n-GaN, the $Cl_2/CHF_3$ plasma shows decreased etch rate, compared with that of $Cl_2$/Ar plasma, especially for AlGaN/GaN superlattice. Furthermore, it was also found that the Pd which is deposited on top of the superlattice couldn't be etched with $Cl_2$/Ar plasma. It was indicating that the etching step should be separated into 2 steps for the Pd etching and the superlattice etching, respectively. The etched surface of stacked Pd/superlattice as a result of 2-step etching process including Pd etching ($Cl_2/CHF_3$) and SLs ($Cl_2$/Ar) etching, respectively. EDX results shows that the etched surface is a GaN waveguide free from the Al, indicating the SLs were fully removed by etching. Furthermore, the optical and electrical properties will be also investigated in this presentation. In summary, Pd/AlGaN/GaN SLs were successfully etched exploiting noble 2-step etching processes.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.417-420
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• 2004

The electrical effects of dry-etch on n-type GaN by an inductively coupled $Cl_2/CH_4/H_2/Ar$ plasma were investigated as a function of ion energy, by means of ohmic and Schottky metallization method. The specific contact resistivity(${\rho}_c$) of ohmic contact was decreased, while the leakage current in Schottky diode was increased with increasing ion energy due to the preferential sputtering of nitrogen. At a higher rf power, an additional effect of damage was found on the etched sample, which was sensitive to the dopant concentration in terms of the ${\rho}_c$ of ohmic contact. This was attributed to the effects such as the formation of deep acceptor as well as the electron-enriched surface layer within the depletion layer. Furthermore, thermal annealing process enhanced the ohmic and Schottky property of heavily damaged surface.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.80-80
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• 1999

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2014

ZnO박막은 넓은 밴드갭 (3.37 eV), 높은 여기 결합 에너지 (60 meV)를 가지는 육방정계 우르자이트(hexagonal wurtzite) 결정구조를 가지는 II-VI족 화합물 반도체로, 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도 특성과 자외선 파장에서 발광이 가능한 장점을 가진다. 최근, ZnO박막 성장 기술이 상당히 발전하였지만, 아직까지도 p-형 ZnO박막 성장 기술은 충분히 발전하지 못하여 ZnO의 동종접합 LED는 아직 상용화되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 많은 연구 그룹에서 p-GaN, p-SiC, p-diamond, p-Si 등과 같은 p-type 물질 위에 n-type ZnO를 성장시킨 이종접합 다이오드가 연구되고 있다. 특히, p-GaN의 경우 ZnO와의 격자 불일치 정도가 1.8 % 정도로 작다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 c-축을 기반으로 한 극성ZnO 발광다이오드에서는 자발 분극과 압전 분극 현상에 의해 밴드 휨 현상이 발생하고, 이로 인해 전자와 정공의 공간적 분리가 발생하게 되어 발광 재결합 효율이 제한되고 있다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 극성 (0001) 및 비극성 (10-10) n-ZnO/p-GaN 발광다이오드의 성장 및 발광 소자의 전기 및 광학적 특성에 대한 비교 연구를 진행하였다. 금속유기 화학증착법을 이용하여 c-면과 m-면 위에 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) GaN박막을 $2.0{\mu}m$ 성장시킨 후 Mg 도핑을 한 p-GaN을 $0.4{\mu}m$ 성장시켜 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) p-GaN템플릿을 준비하였다. 이후, N2분위기 $700^{\circ}C$에서 3분동안 열처리를 통하여 Mg 도펀트를 활성화시킨 후 원자층 증착법을 이용하여 동시에 극성 및 반극성 p-GaN의 위에 n-ZnO를 $0.11{\mu}m$ 성장시켜 이종접합구조의 발광소자를 형성하였다. 이때, 극성 (0001) p-GaN 위에는 극성의 n-ZnO 박막이 성장되는 반면, 반극성 (11-22) p-GaN 위에는 비극성 (10-10) n-ZnO 박막이 성장됨을 HR-XRD로 확인하였다. 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN이종접합 발광다이오드의 전계 발광 스펙트럼에서는 430 nm 와 550 nm의 두 피크가 동시에 관찰되었다. 430 nm 대역의 파장은 p-GaN의 깊은 준위에서 발광하는 것으로 판단되며, 550 nm 피크 영역은 ZnO의 깊은 준위에서 발광되는 것으로 판단된다. 특히, 10 mA 이하의 저전류 주입시 550 nm의 피크는 430 nm 영역보다 더 큰 발광세기를 나타내고 있다. 하지만, 10 mA 이상의 전류주입 하에서는 550 nm의 영역보다 430 nm의 발광세기가 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ZnO의 밴드갭이 3.37 eV로 GaN의 밴드갭인 3.4 eV다 작기 때문에 우선적으로 ZnO의 깊은 준위에서 발광하는 550 nm가 더욱 우세하지만, 지속적으로 전류주입 증가에 따른 캐리어 증가시 n-ZnO에서 p-GaN로 전자가 넘어가며 p-GaN의 깊은 준위인 430 nm에서의 피크가 우세해지는 것으로 판단된다. 반면에, 비극성 (10-10) n-ZnO/반극성 (11-22) p-GaN 구조의 이종접합 발광다이오드로 전계 발광 스펙트럼에서는 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 전계 발광 세기를 나타내고 있다. 이는, 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 비극성 n-ZnO/반극성 p-GaN의 결정성이 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 또한, 20 mA 영역에서도 510 nm의 깊은 준위와 430 nm의 발광이 관찰되었다. 동일한 20 mA하에서 두 피크의 발광세기를 비교하면 430 nm의 영역은 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 반극성 (11-22) p-GaN의 경우 극성 (0001) p-GaN에 비하여 우수한 p-형 특성에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.170-170
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• 2010

a-plane 혹은 m-plane면을 사용하는 무분극 GaN LED는 c축 방향으로 발생하는 분극의 영향을 받지 않기 때문에 분극 GaN LED에 비해 높은 내부 양자효율을 가진다. 또한 무분극 GaN는 상대적으로 고농도의 p-type 도핑이 가능하기 때문에 광효율을 높일 수 있다. 하지만 이와 같은 장점에도 불구하고 무분극 GaN는 성장모드의 비대칭으로 인해 높은 결정성과 mirror-like한 표면을 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 Metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD) 장비를 사용하여 r-plane 사파이어 기판위에 a-plane GaN을 성장시켰다. 일반적으로 사용하는 저온에서의 nucleation layer 성장 대신 $1050^{\circ}$의 고온에서 성장 시킨후 일반적으로 사용하는 two-step 성장방법으로 그위에 5.5um정도의 GaN을 성장시켰다. 성장시 Trimethylgallium(TMGa)와 암모니아를 각각 Ga과 N 소스로 이용하였고 캐리어 가스는 수소를 사용하였다. 비대칭 결정성을 줄이기 위해 3D island growth mode에서의 성장조건을 바꾸어 c축과 m축 방향으로의 X-ray 결정성(FWHM) 차이가 564 arcsec에서 206 arcsec로 변화 시켰다. Normarski 현미경으로 표면을 관찰한 결과 v-defect이 없고 a-plane GaN에서 볼 수 있는 전형적인 줄무늬 패턴을 가지는 표면을 얻었으며 광학적 특성을 보기 위해 Photoluminescence (PL)을 측정하였다.