본 연구에서는 고출력 소자로서 각광받고 있는 AlGaN/GaN HEMT 2$\times$100 $\mu\textrm{m}$ 소자(사파이어 기판)에 대해 열 효과가 포함된 대신호 모델링을 수행하였다. 완성된 대신호 모델을 이용하여 9 mm, 15 mm 사이즈 소자로의 스케일링을 통해 전력증폭기를 설계하였으며 제작된 결과와 비교, 해석하였다. 대신호 모델링은 수렴성과 해석 속도면에서 탁월한 장점을 갖는 수식 기반의 경험적 방법을 사용하였다. Pulsed I-V 측정을 통하여 열모델의 가장 중요한 파라미터인 열 시상수 및 열 저항을 추출하였으며 이를 통하여 완벽한 열 모델 제작이 가능하였다. 제작된 전력증폭기 모듈의 측정결과와 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 열 모델이 매우 정확함을 확인할 수 있으며 전력증폭기와 같이 큰 사이즈의 소자를 사용해야 하는 회로의 경우에는 열 효과가 포함된 모델을 사용하여 더욱 정확한 모델링 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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pp.118-118
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2000
New single-source precursor, [AlCI3:NH2tBu] was synthesized for AlN thin f film processing with AICI3 (Aluminum Chloride) and tBuNH2 (tert-butylamine). AlN thin films for packaging aspplication were deposited on sapphire substrate by a atmosph하ie-pressure MOCVD. In most of other study methyl-based AI precursors w were used for source, But herein Aluminum Chloride was used for as AI source i in order to prevent the carbon contamination in the films and stabilize the p precursor. New precursor showed the very high gas vapor pressure so it allowed to m make the film under atmospheric-pressure and get the high purified film. High q quality AlN thin film was obtained at 700 to $900^{\circ}C$. The new precursor was p purified by a sublimation technique and help to fabricate high purity film. It s showed high vapor pressure, which is able to a critieal factor for the high purity a and atmospheric CVD of AlN. High Quality AIN thin film was obtained at $700-900^{\circ}C$. The AIN film was characterized by RBS
Tungsten carbide (WC) has been suggested as a new buffer layer for the GaN-on-Si technology. We have investigated and optimized the sputtering condition of WC layer on the Si-substrate. We confirmed the suppression of the Si melt-back phenomenon. In addition, surface energy of WC/Si layer was measured to confirm the possibility as a buffer layer for GaN growth. We found that the surface energy(${\gamma}=82.46mJ/cm^2$) of WC layer is very similar to that of sapphire substrate(${\gamma}=82.71mJ/cm^2$). We grow GaN layer on the WC buffer by using gas-source MBE, and confirm that it is available to grow a single crystalline GaN layer.
ZnO epilayer were synthesized by the pulesd laser deposition(PLD) process on $Al_2O_3$ substrate after irradiating the surface of the ZnO sintered pellet by the ArF(193nm) excimer laser. The epilayers of ZnO were achieved on sapphire ($Al_2O_3$)substrate at a temperature of $400^{\circ}C$. The crystalline structure of epilayer was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of ZnO epilayer measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27{\times}10^{16}\;cm^{-3}$ and $299\;{\textrm}cm^2/V.s$ at 293K. respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the ZnO obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;3.3973\;eV\;-\;(2.69{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+463K)$. After the as-grown ZnO epilayer was annealed in Zn atmospheres, oxygen and vaccum the origin of point defects of ZnO atmospheres has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10K. The native defects of $V_{zn},\;Vo,\;Zn_{int},\;and\;O_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. In addition, we concluded that the heat-treatment in the oxygen atmosphere converted ZnO thin films to an optical p-type. Also, we confirmed that vacuum in $ZnO/Al_2O_3$ did not form the native defects because vacuum in ZnO thin films existed in the form of stable bonds.
Pak, Sang-Woo;Suh, Joo-Young;Lee, Dong-Uk;Kim, Eun-Kyu
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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pp.208-208
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2010
Zinc oxide (ZnO) is a functional material with interesting optical and electrical properties, a wide band gap (more than 3.3 eV), a high transmittance in the visible light region, piezoelectric properties, and a high n-type conductivity. This material has been investigated for use in many applications, such as transparent electrodes, blue light-emitting diodes, and ultra-violet detector. ZnO films grown under low oxygen pressure by thin film deposition methods show low resistivity and large free electron concentration. Therefore, reducing the background carrier concentration in ZnO films is one of the major challenges ahead of realizing high-performance ZnO-based optoelectronic devices. In this study, we deposited ZnO thin films on sapphire substrates by pulsed laser deposition (PLD) with employing an oxygen plasma source to decrease the background free-electron concentration and enhance the crystalline quality. Then, the substrate temperature was varied between 200 'C to 900 'C The vacuum chamber was initially evacuated to a pressure of $10^{-6}$ Torr, and then a pure $O_2$ gas was introduced into the chamber and the pressure during deposition was maintained at $10^{-2}$ Torr. Crystallinity and orientation of ZnO films were investigated by X-ray diffraction (XRD). The film surface was analyzed with atomic force microscope (AFM). And electrical properties were measured at room temperature by Hall measurement.
열적으로 이온화된 N과 증기상태의 Ga을 $300~730^{\circ}C$의 온도 범위에서 직접 반응시켜 (001)Si과 (00.1)사파이어 기판 위에 GaN박막의 성장 초기 단계에서는 GaN의 성장률이 증가한 후, 결정 핵을 중심으로 수평방향으로서 성장과 합체에 의하여 성장률의 변화가 일정 값에 달하였다. 이 연구에서 성장한 GaN박막에 대한 XPS분석 결과 낮은 온도에서 성장된 GaN박막은 진공 chamber 내의 산소가 성장된 박막 내에 많이 혼입 되어 있음을 알 수 있었다. 낮은 온도, 짧은 시간 동안 성장된 표면은 Ga덩어리들도 도포 되었다. 그러나, 기판온도와 성장시간이 증가함에 따라 이들은 피라미드 형태의 결정들로 성장된 후 원형고리 형태의 결정으로 합체되었다. 특히 N-소스의 공급이 충분한 경우에는 판상의 결정으로 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼에서는 3.32eV와 3.38eV에서 불순물과 관련된 발광이 관찰되었다.
사파이어 위에 MOCVD로 성장한 p-GaN 위에 PECVD로 $SiO_2$$2500{\AA}$을 증착하여 열처리실험을 진행하였다. 열처리 후 $SiO_2$ 보호막을 식각하여, 정공 농도를 측정하고, 이를 열처리 전의 데이터 값과 비교, 분석하였다. 또한, 분위기가스인 $N_2$와 $O_2$의 비율, 급속 열처리 온도 ($650^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$) 및 시간(1분~15분)에 따른 정공의 이동도와 농도의 변화를 측정하였으며, 상온 및 저온 PL 측정을 통하여 후열처리에 따른 시료의 광학적, 구조적 성질을 조사하였다.
LED는 저 전력, 긴 수명, 고 휘도, 빠른 응답, 친환경적인 특성의 여러 장점을 갖고 있기 때문에 청색과 녹색 LED는 교통신호, 옥외 디스플레이, 백색 LED는 LCD 후면광 등의 응용 제품에 사용되고 있다. 여기서 LED의 성능을 향상하기 위하여 출력전력과 소자의 신뢰성을 높이고, 동작전압을 낮추어야 LED 칩의 고효율화가 이루어져야 하는데, 이는 에피택셜층, 표면요철, 패턴이 있는 사파이어 기판, 칩 설계의 최적화, 특수 공정의 개선 등의 기술이 우수해야 한다. 본 연구에서는 측면 에칭 기술과 절연층 삽입기술을 이용하여 사파이어 에피 웨이퍼 위에 GaN-기반 백색 LED 칩을 제작하여 그 성능을 조사하였다. LED 칩의 성능을 개선하기 위한 최적화 설계와 CBL(current blocking layer) 삽입 기술의 개선된 공정을 통하여 LED 칩 성능의 향상을 확인할 수 있었으며, 출력 전력은 광 출력 7cd, 순방향 인가전압 3.2V의 값을 얻었다. 현재의 LCD 후면광원으로 사용되고 있는 LED 칩의 출력에 비하여 성능이 개선되었으며, 의료기기 및 LCD LED TV의 후면광원으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
ZnO epilayer were synthesized by the pulsed laser deposition(PLD) process on $Al_2$$O_3$substrate after irradiating the surface of the ZnO sintered pellet by the ArF(193 nm) excimer laser. The epilayers of ZnO were achieved on sapphire(A $l_2$$O_3$) substrate at a temperature of 400 $^{\circ}C$. The crystalline structure of epilayer was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction(DCXD). The carrier density and mobility of ZnO epilayer measured with Hall effect by van der Pauw method are 8.27${\times}$$10^{16}$$cm^{-3}$ and 299 $\textrm{cm}^2$/Vㆍs at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the ZnO obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_{g}$(T)= 3.3973 eV - (2.69 ${\times}$ 10$_{-4}$ eV/K) $T^2$(T+463k). After the as-grown ZnO epilayer was annealed in Zn atmospheres, oxygen and vaccum the origin of point defects of ZnO atmospheres has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K. The native defects of $V_{Zn}$ , $V_{o}$ , Z $n_{int}$, and $O_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or accepters type. In addition, we concluded that the heat-treatment in the oxygen atmosphere converted ZnO thin films to an optical p-type. Also, we confirmed that vacuum in ZnO/A $l_2$$O_3$did not form the native defects because vacuum in ZnO thin films existed in the form of stable bonds.s.s.s.
ZnO epilayer were synthesized by the pulesd laser deposition(PLD) process on $Al_2O_3$ substrate after irradiating the surface of the ZnO sintered pellet by the ArF(193 nm) excimer laser. The epilayers of ZnO were achieved on sapphire ($Al_2O_3$) substrate at a temperature of $400^{\circ}C$. The crystalline structure of epilayer was investigated by the photoluminescence. The carrier density and mobility of ZnO epilayer measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27{\times}10^{16}cm^{-3}$ and $299cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the ZnO obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g$(T) = 3.3973 eV - ($2.69{\times}10^{-4}$ eV/K)$T_2$/(T + 463 K). The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the ZnO have been estimated to be 0.0041 eV and 0.0399 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the $\triangle$so definitely exists in the $\ulcorner_6$ states of the valence band of the ZnO. The three photocurrent peaks observed at 10K are ascribed to the $A_1-$, $B_1-$, and $C_1$-exciton peaks for n = 1.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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