• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.102-102
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• 2011

ZnO는 우수한 전기적, 광학적 특성으로 LED, solar cell 등과 같은 광전자소자의 응용을 목적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 최근에는 ZnO 동종접합을 만들고자 많은 연구가 진행되고 있으나 p형 ZnO의 낮은 용해성과 높은 불순물에 따른 제조의 어려움으로 현재까지는 n형 ZnO만이 전도성 기판 위에 성장되어 응용되고 있다. 전도성 기판으로서 Si의 경우 낮은 가격, 공정의 용이함 등으로 GaN, SiC 등의 기판에 비하여 많은 응용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 전기화학증착법을 이용하여 p-n 접합을 형성하기 위하여 p형 Si 기판 위에 n형 ZnO 나노구조를 성장하고 그 특성을 분석하였다. 전기화학증착법은 낮은 온도 및 간단한 공정과정으로 빠른 성장 속도를 가지고 나노구조를 효과적으로 성장할 수 있는 방식이다. Seed 층 및 열처리에 따른 n형 ZnO 나노구조의 성장 특성 분석을 위하여 radio frequency (RF) magnetron 스퍼터를 사용하여 ZnO 및 Al doped ZnO (AZO) seed 층을 p형 Si 기판 위에 증착 후 다양한 온도로 열처리를 수행하였다. 질산아연(zinc nitrate)과 HMT가 희석된 용액에 KCl 촉매를 일정량 첨가한 후 다양한 공정 온도, 공정시간 및 질산아연의 몰농도를 변화시켜 n형 ZnO 나노구조를 성장하였다. 성장된 나노구조의 특성은 field emission scanning microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray (EDX), photoluminescence (PL) 등의 장비를 사용하여 구조적, 광학적 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제35회 하계학술대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2008

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술회의 초록집
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• pp.18-20
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• 2010

수조구조의 InGaN LED 소자에 적용이 가능하며 높은 열적안정성을 갖는 저저항 고반사율 p형 오믹 전극을 개발하였다. Ag에 Mg을 첨가하여 p형 전극을 이용하여 $400^{\circ}C$, 공기중에서 1분간 열처리 후 $2.2\;{\times}\;10^{-5}\;{\Omega}cm^2$의 낮은 접촉 저항을 얻을 수 있었고, 460 nm 파장에서 82.6%의 높은 반사율을 획득할 수 있었다. 이는 Mg가 첨가됨에 따라 Ag가 고온에서 집괴되는 원인인 산소-공공 결합을 줄여줌으로써 높은 열적 안정성을 얻게 되었다. Ag를 열처리 할 경우, 외부에 존재하는 산소가 공공 자리에 들어간 후, 산소와 공공의 강한 인력에 의해 산소가 침입형 자리에 들어가서면서 두개의 공공과 강하게 bonding을 갖는 diffusion center가 많이 존재하게 된다. 하지만 Mg가 첨가되었을 경우, Oxygen affinity가 강한 Mg에 산소가 먼저 결합을 이루면서 산소-공공결합을 줄여주게 되어 높은 온도에서도 diffusion이 이루어지지 않고 높은 열적 안정성을 갖게 된다.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.271-275
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• 2011

본 논문은 고휘도 발광소자의 특성을 높이기 위한 p-GaN 박의 홀농도 향상을 연구하였다. 우리는 metal organic chemical vapor deposition 법을 이용하여 Antimony (Sb)가 p-GaN의 홀농도 향상에 도움을 주는 것을 확인하였다. Atomic force microscope 측정을 통해 Sb가 계면활성제처럼 역할을 함으로써 p-GaN의 2차원 성장이 촉진됨을 알 수 있었다. 또한 X-ray diffraction 결과 [002] 면과 [102] 면의 반폭치가 Sb 도핑과 함께 줄어드는 것을 통해 Edge과 Screw 전위의 감소와 photoluminescence 결과에서 450~500 nm 청색 파장 영역에서 발광의 세기가 현저히 줄어드는 것으로 보아 질소 공극이 감소되는 것이 홀농도 향상의 주된 원임임을 알 수 있었다. Trimethylantimony가 10 ${\mu}mol/min$일 때 홀농도는 최대가 되었고 그때 홀농도는 $5.4{\times}10^{17}cm^{-3}$이었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.59-59
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• 2003

ZnO는 상온에서 3.37 eV의 넓은 밴드갭을 가지는 직접천이형 반도체이다. 상온에서 60 meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가짐으로 인해 엑시톤 재결합에 의한 강한 UV 레이저 발진효과를 기대할 수 있다. 이러한 장점을 갖는 ZnO 박막을 이용하여 광소자 등에 응용하기 위하여 양질의 ZnO 박막성장이 필수적이며, 이를 위해 MBE, MOCVD, PLD, rf magnetron sputtering 등 다양한 증착방법을 통한 연구결과가 보고되고 있다. 또한 p형 불순물인 As과 N 도핑 및 Ga과 N의 co-doping 방법 등을 통하여 p형 ZnO 박막을 제조하였음이 보고되고 있으나 재현성 문제 등으로 인해 계속적인 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 MOCVD를 이용하여 A1$_2$O$_3$(0001) 기판 위에 ZnO 박막을 성장시켰다. Zn 전구체로 DEZn을 사용하였으며, 산소 source로 $O_2$를 사용하였다. 증착온도, Ⅵ/II 비율, 반응기 압력 등 MOCVD의 중요한 공정변수들의 체계적인 변화에 따른 박막성장 양상을 조사하였다. 증착 조건에 따라 ZnO 입자의 모양이 주상(column), nano-rod, nano-needle, nano-wire 등으로 급격하게 변화됨을 확인하였으며, 이러한 입자의 모양과 결정성장 방향 및 광학적 특성과의 상관관계의 해석을 시도하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.409-413
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• 2010

실리콘 기판에 GaN 에피성장을 확인하기 위해, P형 Si(100) 기판 전면에 버퍼층으로 10 nm 두께의 코발트실리사이드를 형성시켰다. 형성된 코발트실리사이드 층을 HF로 크리닝하고, PA-MBE (plasma assisted-molecular beam epitaxy)를 써서 저온에서 500 nm의 GaN를 성막하였다. 완성된 GaN은 광학현미경, 주사탐침현미경, TEM, HR-XRD를 활용하여 특성을 확인하였다. HF 크리닝을 하지 않은 경우에는 GaN 에피택시 성장이 진행되지 않았다. HF 크리닝을 실시한 경우에는 실리사이드 표면의 국부적인 에칭에 의해 GaN성장이 유리하여 모두 GaN $4\;{\mu}m$ 정도의 두께를 가진 에피택시 성장이 진행되었다. XRD로 GaN의 <0002> 방향의 결정성 (crsytallinity)을 $\omega$-scan으로 판단한 결과 Si(100) 기판의 경우 2.7도를 보여 기존의 사파이어 기판 정도로 우수할 가능성이 있었다. 나노급 코발트실리사이드를 버퍼로 채용하여 GaN의 에피성장이 가능할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.107-112
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• 1999

고주파 반응성 스퍼터링에 의하여 ZnSe/GaAs 박막을 성장하였다. 박막성장을 위한 본 시스템에서의 최적조건을 찾기 위하여 Ar 압력, sputter 입력전력, 기판온도, 기판과 target 간격의 변화 등을 시도하였다. 성장된 결정의 표면과 격면을 전자현미경으로 관찰했을 때 표면이 균일하게 성장되었으며 기판과 박막의 계면이 평활함을 알 수 있었다. DCRC 측정에 의해 격자 부정합에 의한 변형과 부정합률을 구했다. Photoluminescence 측정으로부터 질소를 주입하지않고 성장한 ZnSe/GaAs 시료는 bound exciton $I_2$세기가 $I_1$보다 우세하게 나타났고 bound exciton $I_2$은 깊은 받개준위인 $I_1\;^d$를 나타냄을 확인할 수 있었다. 성장 중에 질소를 주입한 ZnSe/GaAs 시료에서는 $I_1$ 봉우리가 $I_2$봉우리보다 세기가 매우 컸으며 반폭치값도 작게 나타났다. 이때 bound exciton $I_1$의 근원은 질소의 doping으로 인하여 방출되는 봉우리이며 p형 ZnSe/GaAs 박막으로 성장되었음을 확인하였다.

• 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.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.66-74
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• 1999

HMC(Hybrid Monte Carlo)시뮬레이션을 이용하여 InAlGaAs/InGaAs HBT의 비평형 고속전송을 해석하였고, 전송시간 및 차단주파수를 향상시키기 위하여 에미터-베이터 이종접합과 콜렉터 구조를 최적 설계 하였다. 시뮬레이션 결과, 에미터 조성경사영역에서 Al 몰비를 xf=1.0에서 xf=0.5로 변화시킬 경우 베이스 전송시간이τb=0.21ps로 가장 짧았다. 콜렉터 전송시간을 단축시킬 목적으로 콜렉터와 베이스 사이에 n\sup +\형 (콜렉터-Ⅰ), I형(콜렉터-Ⅱ), p형(콜렉터-Ⅲ), 콜렉터를 삽입하여 베이스-콜렉터 공간전하영역의 전계분포를 전자의 비평형고속전송을 유지하도록 설계하였다. 콜렉터-Ⅲ 구조에서는 전자의 음이온화된 억셉터가 콜렉터의 전계를 감소시킴으로써 전자가 Γ 밸리에서 먼 거리까지 전송을 가능하게 하여 가장 짧은 콜렉터 전송시간을 나타내었다. 결론적으로 가장 짧은 전송시간 τec는 Al 몰비가 xf=0.5인 에미터 구조와 콜렉터-Ⅲ에서 0.87psec이었고, 차단주파수 ft=183GHz를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권4호
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• pp.159-164
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• 2009

실리콘 기판에 GaN 에피성장을 확인하기 위해, P형 Si(100), Si(111) 기판 전면에 버퍼층으로 40 nm 두께의 코발트실리사이드를 형성시켰다. 형성된 코발트실리사이드 층에 연속으로 HVPE(hydride vapor phase epitaxy)로 하나는 $850^{\circ}C$-12분 + $1080^{\circ}C$-30분(공정I)과, 또 하나 조건은 $557^{\circ}C$-5분 + $900^{\circ}C$-5분(공정II) 조건으로 각각 나누어 진행하여 보았다. GaN의 에피성장을 광학현미경, 주사전자현미경, 주사탐침현미경, 그리고 HR-XRD로 확인하였다. 공정I로는 GaN의 에피성장이 진행되지 않았으며, 공정II에서는 에피성장이 진행되었다. 특히 공정 II는 열팽창에 의해 실리콘 기판과의 자가정렬적인 기판분리 현상을 보였으며, XRD로 GaN의 0002 방향의 결정성 (crystallinity)을 ${\omega}$-scan으로 확인한 결과(100)면 방향의\ 실리콘과 코발트실리사이드를 버퍼층으로 활용하고 저온에서 HVPE를 진행한 조합이 GaN의 에피성장에 유리하였다.