• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권1호
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• pp.13-20
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• 2003

Both MgO and $Sc_2O_3$ are shown to provide low interface state densities (in the $10^{11}{\;}eV^{-1}{\;}cm{\;}^{-2}$ range)on n-and p-GaN, making them useful for gate dielectrics for metal-oxide semiconductor(MOS) devices and also as surface passivation layers to mitigate current collapse in GaN/AlGaN high electron mobility transistors(HEMTs).Clear evidence of inversion has been demonstrated in gate-controlled MOS p-GaN diodes using both types of oxide. Charge pumping measurements on diodes undergoing a high temperature implant activation anneal show a total surface state density of $~3{\;}{\times}{\;}10^{12}{\;}cm^{-2}$. On HEMT structures, both oxides provide effective passivation of surface states and these devices show improved output power. The MgO/GaN structures are also found to be quite radiation-resistant, making them attractive for satellite and terrestrial communication systems requiring a high tolerance to high energy(40MeV) protons.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.195-196
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• 2007

• 전자공학회논문지A
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• 제31A권9호
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• pp.104-113
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• 1994

We have fabricated n-p-n HBTs using 3-inchAlgaAs/GaAs hetero structure epi-wafers grown by MBE. DC and AC characteristics of HBT devices were measured and analyzed. For HBT epi-structure, Al composition of emitter was graded in the region between emitter cap and emitter. And base layer was designed with concentration of 1${\times}10^{19}/cm^{3}$ and thickness of 50nm, and Be was used as the p-type dopant. Principal processes for device fabrication consist of photolithography using i-line stepper, wet mesa etching, and lift-off of each ohmic metal. The PECVD SiN film was used as the inslator for the metal interconnection. HBT device with emitter size of 3${\times}10{\mu}m^{2}$ resulted in cut-off frequency of 35GHz, maximum oscillation frequency of 21GHz, and current gain of 60. The distribution of the ideality factor of collector and base current was very uniform, and the average values of off-set voltage and current was very uniform, and the average values of off-set voltage and current gain were 0.32V and 32 within a 3-inch wafer.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.85-89
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• 2021

AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg^-과 H⁺로 분해되며, 2차 이온질량 분광법(SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N₂-열 처리 방법과 비교 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.93-93
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• 1998

III-V족 질화물반도체를 이용한 광 및 전자소자 용용에 있어서 가장 중요한 고홈위 u undoped GaN 에피충 성장과 GaN 에피충의 doping 특허 p-type doping의 복성융 고찰한다. 그리고 III-V nitride 이용한 band gap en명neertng에 있어서 가장 중요한 InGaN 생장파 81 및 :at codoplng 륙성융 평가 분석 한다. 위의 기반기술융 기본으로 하여 InGaN/AlG때 DH s$\sigma$ucture lED훌 제작하고 이의 륙성 용 명가분석하였다.

• 전기의세계
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• 제28권4호
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• pp.53-63
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• 1979

Interface recombination velocity in $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As-GaAs and $Al_{0.85}$, G $a_{0.15}$ As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$ heterojunction systems is studied as a function of lattice mismatch. The results are applied to the design of highly efficient III-V heterojunction solar cells. A horizontal liquid-phase epitaxial growth system was used to prepare p-p-p and p-p-n $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$-A $l_{x}$G $a_{1-x}$ As double heterojunction test samples with specified values of x and y. Samples were grown at each composition, with different GaAs and GaAs Sb layer thicknesses. A method was developed to obtain the lattice mismatch and lattice constants in mixed single crystals grown on (100) and (111)B oriented GaAs substrates. In the AlGaAs system, elastic lattice deformation with effective Poisson ratios .mu.$_{eff}$ (100=0.312 and .mu.$_{eff}$ (111B) =0.190 was observed. The lattice constant $a_{0}$ (A $l_{x}$G $a_{1-x}$ As)=5.6532+0.0084x.angs. was obtained at 300K which is in good Agreement with Vegard's law. In the GaAsSb system, although elastic lattice deformation was observed in (111) B-oriented crystals, misfit dislocations reduced the Poisson ratio to zero in (100)-oriented samples. When $a_{0}$ (GaSb)=6.0959 .angs. was assumed at 300K, both (100) and (111)B oriented GaAsSb layers deviated only slightly from Vegard's law. Both (100) and (111)B zero-mismatch $Al_{0.85}$ G $a_{0.15}$As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$ layers were grown from melts with a weight ratio of $W_{sb}$ / $W_{Ga}$ =0.13 and a growth temperature of 840 to 820 .deg.C. The corresponding Sb compositions were y=0.015 and 0.024 on (100) and (111)B orientations, respectively. This occurs because of a fortuitous in the Sb distribution coefficient with orientation. Interface recombination velocity was estimated from the dependence of the effective minority carrier lifetime on double-heterojunction spacing, using either optical phase-shift or electroluminescence timedecay techniques. The recombination velocity at a (100) interface was reduced from (2 to 3)*10$^{4}$ for y=0 to (6 to 7)*10$^{3}$ cm/sec for lattice-matched $Al_{0.85}$G $a_{0.15}$As-GaA $s_{0.985}$S $b_{0.015}$ Although this reduction is slightly less than that expected from the exponential relationship between interface recombination velocity and lattice mismatch as found in the AlGaAs-GaAs system, solar cells constructed from such a combination of materials should have an excellent spectral response to photons with energies over the full range from 1.4 to 2.6 eV. Similar measurements on a (111) B oriented lattice-matched heterojunction produced some-what larger interface recombination velocities.ities.ities.s.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1988년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.193-195
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• 1988

The native oxide films were thermally and anodically formed on the n-GaP substrates grown by SSD method and measured this oxide thickness and the chemical composition and the electrical properties with formation condition. The chemical composition of themally oxidized GaP film was composed of mostly $GaPO_4$ at temperature below $800^{\circ}C$ and mostly $\beta-Ga_{2}O_{3}$ above $800^{\circ}C$. But The chemical composition of anodically oxidized GaPfilm was composed of the mixture of $Ga_{2}O_{3}$ and $P_{2}O_{5}$. The barrier height of Al/oxide/n-Gap which was formed at $700^{\circ}C$ by thermal oxidation method were 1.10eV, 1.03eV in Current-Voltage measurement. Interface charge density were $4{\times}10^{12}q(C/cm^2)$ and $3{\times}10^{12}q(C/cm^2)$ in Capacitance-Voltage measurement respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.120-120
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• 1999

III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.150-150
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• 2008

고효율 LED를 얻기 위해서는 LED의 내부 양자효율과 외부 양자효율이 높아야 한다. 현재 GaN-Based LED의 내부 양자효율은 결정의 질의 개선 및 이중이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 거의 100%에 가까워졌다. 그러나 외부 양자효율은 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 외부로 탈출하지 못하고 내부로 전반사 되어 반도체 내부에 갇히게 되는데 이처럼 갇힌 빛은 반도체와 중간 Interface에 TIR(total internal reflection) 또는 반사판에 의해 계속적으로 반사 된다. 그러므로 이를 해결하기 위한 플립칩 구조, 포토닉 크리스탈 등의 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만 아직도 더 높은 외부 양자 효율의 개선을 요구하고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 반사판(Al) 즉 p-GaN과 반사판 사이의 interlayer로 반사판과의 오믹 접촉을 고려한 Embo type의 NiO를 구현하여 반사된 빛의 방향을 내부반사를 줄일 수 있는 방향으로 변화시킴으로써 광 추출 효율의 향상을 기대할 수 있게 되었다.