• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.335-335
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• 2012

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율 저하, GaN의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. 본 실험에서는 유기금속화학증착 방법을 이용하여 사파이어 기판위에 Si이 도핑된 n-type GaN를 3.0 um 증착 하였고 그 위에는 9층의 양자 우물 층을 쌓았다. 마지막으로 위층은 Mg 이 도핑된 p-type GaN를 200 nm 증착 하여 소자를 형성하였다. 포토리소그래피 공정과 에칭공정을 통하여 7 um 인 선 패턴을 가진 시료를 완성하였다. 투과 전자 현미경의 측정 결과 맨 위층인 p-GaN의 에칭된 깊이는 175 nm 이였다. 금속박막을 증착하기 위해 열증착 방법으로 금과 은의 박막을 두께를 달리하여 0~40 nm증착 하였다. 금과 은의 두께에 따른 광발광 측정 결과 은(Ag)박막만 40 nm 일 경우 금속박막이 없는 시료보다 광발광 효율이 7배 증가하였고 금 10 nm와 은 30 nm 인 경우에는 3.5배 증가하였다. 또한 패턴의 폭에 따른 광발광 증가를 알아보고 광발광 증가가 일어나기 위한 최적의 패턴조건을 알고자 폭을 5, 10 um 달리하였고, 원자간 힘 현미경과 전자현미경을 이용하여 에칭된 패턴의 폭과 두께를 확인하였다. 본 실험을 통해 금과 은박막에 의한 표면플라즈몬 효과와 광발광 효율증대에 대해 토의할 것이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.11 no.4
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• pp.207-211
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• 2002

Band gap tuning by quantum well disordering in $In_{0.53}Ga_{0.47}As/InGaAsP(Q1.25)$ quantum well structure has been investigated using photoluminescence. The threshold temperature for the blue shift was about $750^{\circ}C$ , and the blue shift became larger as the annealing temperature increased. $SiO_2$ showed saturation as the annealing temperature increased. $SiN_x$caused larger blue shift than $SiO_2$, which is considered to be related to the low growth temperature of $SiN_x$. The diffusion of P and Ga are thought to be responsible for the blue shift of the $SiN_x$ and $SiO_2$capped quantum well disordering , respectively.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.48 no.4
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• pp.226-231
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• 1999

Temperature dependence of effective ionization coefficients in GaAs is formulated as a single polynomial function of temperature, which allows analytical expressions for breakdown voltage of GaAs $p^+n$ junctions as a function of temperature. At 300 K, extracted effective ionization coefficient of GaAs $p^+n$ junction especially agrees well with the published result of <111> oriented GaAs. The analytic results agree with the simulation as well as the experimental ones reported within 10% in error for the doping concentrations in the range of $10_{14}cm_{-3}~10_{17}cm_{-3}$ at 100 K, 300 K and 500 K.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.52-54
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• 2008

The authors investigated the InGaN/GaN multi-quantum well blue light emitting diodes with the implements of the photonic crystals fabricated at the top surface of p-GaN layer or the bottom interface of n-GaN layer. The top photonic crystals result in the lattice-dependent photoluminescence spectra for the blue light emitting diodes, which have a wavelength of 450nm. However, the bottom photonic crystal shows a big shift of the photoluminescence peak from 444 nm to 504 nm and played as a role of quality enhancement for the crystal growth of GaN thin film. The micro-Raman spectroscopy shows the improved epitaxial quality of GaN thin film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.272-272
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• 2010

최근 화합물반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지가 차세대 태양전지로서 주목을 받기 시작하였다. GaAs를 주축으로 하는 고신뢰성 고효율 태양전지는 높은 가격으로 인해 응용이 제한되어왔으나, 고집광 기술을 접목하여 태양전지 재료 사용을 수 백배 이상 줄이면서도 동시에 효율을 극도로 향상시킴으로써 차세대 태양전지로 활발히 개발되고 있다. GaAs 기판을 이용한 다중접합의 태양전지는 n-type GaAs 기판 위에 버퍼 층, GaInP back surface field 층, GaAs p-n 접합, AlInP 창층, GaAs p-n 접합의 터널접합층, 상부전지로서 GaInP p-n 접합, AlInP 창층 순서로 epi-taxial structure를 형성하고 전극과 무반사막을 구성한다. 이러한 태양전지의 효율을 결정하는 요인 중, 상부 전극은 전기적 및 광학적 손실을 일으키는 원인으로써 최소화되어야 한다. 그런데 이러한 이중접합 화합물 태양전지에 집광한 태양광을 조사할 경우, 태양광을 집광한 만큼 전류가 증가하게 되며 증가한 전류가 전극에 흐르면서 전기적 효율 손실을 유발하게 된다. 따라서, 집광형 화합물 반도체 태양전지의 전극에 의한 손실에 대한 연구가 선행되어 저항에서 손실되는 전력을 최소화하여야만 전기적 손실이 낮은 고집광 태양전지 개발이 가능하다. 본 논문에서는 먼저 전극 두께가 0.5${\mu}m$인 GaInP/GaAs 이중접합 태양전지 (효율 25.5% : AM1.5G)의 집광시 효율 변화에 대해서 연구하였다. 이후 이러한 효율 변화가 전극 구조의 최적화에 의해서 개선 될 수 있는지를 삼차원 모의실험을 통해서 확인하였다. 모의실험에는 Crosslight 사의 APSYS를 사용하였고, material parameter를 보정하여 실제 실험 결과에 근사 시킨 후 전극 구조에 대한 최적화를 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.329.2-329.2
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• 2014

지난 수년간 태양전지의 광전변환효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광 흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n+-형 GaAs기판위에 n+-형 GaAs를 250 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs활성층을 $1{\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 n+ 와 p+-형 GaAs를 각각 50, 750 nm 증착함으로써 p-i-n구조를형성하였다. 여기서, n+-형 GaAs 과 p+-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018cm-3$로 하였다. 또한 양자점을 태양전지 활성층에 20층을 형성하였다. 이때 p-i-n 태양전지 와 양자점 태양전지의 광전변환 효율은 각각 5.54, 4.22 % 를 나타내었다. p-i-n 태양전지의 개방 전압과 단락전류는 847 mV, 8,81 mA이며 양자점 태양전지는 847 mV, 6.62mA로 확인되었다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 $300{\mu}m$의 태양전지 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 특성인자와의 상관관계를 논의할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.143-144
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• 2011

최근 광전자 분야에서는 미래 에너지 자원에 대한 관심과 함께 GaN 기반 발광다이오드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 InGaN/GaN 양자 우물 구조는 푸른색, 녹색 발광다이오드 구현에 있어 우수한 물질적 특성을 가지고 있다고 알려져 있다. 하지만 우수한 물질적 특성에도 불구하고 고인듐 고품위 막질 성장의 어려움으로 인해 높은 효율의 녹색 발광다이오드 구현하는 것은 여전히 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위한 대안 중에 하나인 선택 영역 박막성장법(Selective Area Growth)은 마스크 패터닝을 통해 열린 영역에서만 박막을 성장하는 방법으로써 인듐 함량을 향상 시킬 수 있는 방법으로 주목 받고 있다. 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 GaN를 성장하기 위해 그림 1의 공정을 통하여 n-GaN층 위에 SiO2 마스크를 포토리소그라피와 Reactive Ion Etching (RIE)를 이용한 건식 식각 공정을 통해 형성한 후 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) 장비를 이용하여 선택적으로 에피를 성장하였다. 성장된 마이크로 피라미드 발광다이오드 구조는 n-GaN 피라미드 구조위에 양자우물 및 p-GaN을 성장함으로써 p-GaN/MQW/n-GaN 구조를 갖는다. 이렇게 생성된 피라미드 구조의 에피를 이용하여 발광다이오드를 제작한 후 그에 대한 전기적, 광학적 특성을 측정하였다. 2인치 웨이퍼의 중심을 원점 좌표인 (0,0)으로 설정하였을 때 2인치 웨이퍼에서 좌표에 해당하는 위치에서의 Photoluminescence (PL) 측정한 결과 일반적인 구조의 발광다이오드의 경우 첨두치가 441~451nm인데 반해 피라미드 구조의 발광다이오드의 경우 첨두치가 558nm~563nm 임을 알 수 있었다. 이를 통해 피라미드 구조 발광다이오드의 경우 일반적인 구조의 발광다이오드에 비해 인듐의 함유량을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 본 논문에서는 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 마이크로 피라미드 InGaN/GaN 양자 우물 구조 구현과 광 전기적 특성에 대해 더 자세히 논의 하도록 하겠다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1995.11a
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• pp.77-80
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• 1995

GaSb crystals were grown by the vertical Bridgman method. P-type GaSb crystals were grown with Ga:Sb=1:1 at % ratio without dopants and with Te, respectively. Also, GaSb:Te crystals were investigated. Lattice constants were 6.117${\AA}$ for p-type. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the van der Pauw method were p≡8 x $10^{16}$$cm^{-3}$, p≡0.20$\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡$400\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for p-type, n≡1 x $10^{17}$$cm^{-3}$, p≡0.15 $\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡$500\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for n-type at 300K. In case of treating with metal ion of $Ru^{+3}$, $Pt^{+1}$, p≡2 x $10^{17}$$cm^{-3}$, p≡0.08$\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡420$\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for p-type, n≡2.5 x $10^{17}$$cm^{-13}$, p≡0.07 $\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡520$\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for n-type were obtained.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.1
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• pp.209-212
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• 2018

In this work, we developed P(VDF-TrFE) organic/ferroelectric material based metal-ferroelectric-metal (MFM) capacitors in order to improve the switching characteristics of gallium nitride (GaN) heterojunction field-effect transistors (HFET). The 27 nm-thick P(VDF-TrFE) MFM capacitors exhibited about 60 ~ 96 pF capacitance with a polarization density of $6{\mu}C/cm^2$ at 4 MV/cm. When the MFM capacitor was connected in series with the gate electrode of GaN HFET, the subthreshold slope decreased from 104 to 82 mV/dec.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.9
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• pp.885-890
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• 1996

Undoped p-type and Te doped n-type GaSb crystals were grown by the vertical Bridgman method. The lattice constant of the GaSb crystals was 6.096.+-.000373.angs.. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the van der Pauw method were p.iden.8*10$^{16}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.20 .ohm.-cm, .mu.$_{p}$ .iden.400c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for p-type, n.iden.1*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.15 .ohm.-cm, .mu.$_{n}$ .iden.500c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for n-type at 300K. In case of treatment with metal ion of R $u^{+3}$, P $t^{+4}$, the carrier concentration, resistivity and carrier mobility of the GaSb crystals were p.iden.2*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.08.ohm.-cm, .mu.$_{p}$ .iden.420c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for p-type, n.iden.2.5*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.07.ohm.-cm, .mu.$_{n}$ .iden.520c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for n-type respectively. GaSb crystals had a tendency to lower resistivity and higher mobility, for surface treatment with metal ion effectively diminished surface recombination centers.s.