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- 저자 : 이창명 (검색결과 6 건)
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p-type GaN의 표면처리에 따른 전기-광학적 특성 변화에 관한 연구
Group Ⅲ-nitride semiconductors, since they have direct and wide band gaps and high thermal stabilites, are considered to be the basis for optical devices in the blue and ultraviolet(UV) regions of the optical spectrum and for high-temperature, high-power electronic devices. One of the serious problems with these devices is a large voltage drop across the GaN/metal interface for Ohmic contacts, which leads to poor device performance and reliability. In order to improve device performance, the development of low resistance Ohmic contacts to both n- and p-GaN is essential. Surfaces of compound GaN is very active for the adsorption of oxygen atoms, resulting in the production of native oxide on the surface. The surface oxide acts as a barrier for carrier transport form metal to GaN, and subsequently increases ohmic contact resistivity. Thus removal of the oxide prier to metal deposition could lower the contact resistivity. No works have been conducted yet on the effect of surface treatment on the characteristics of ohmic contact resistivity. In the present work, we focus on the development of ohmic contact to p-type GaN with a low contact resistivity by surface treatment of GaN substrate. The surface of p-type GaN was treated using various etchant, followed by the deposition of Au/Ni ohmic metals. The contact resistivity was examined after the surface treatment. Scanning electron microscopy(SEM) and Auger electron spectroscopy(AES) were employed to find the change of surface characteristics with the surface treatment. From this, ohmic contact formation mechanism for Au/Ni contact to p-type GaN will be discussed.
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이창명 Graduate School Chungnam National University 2004 국내박사
본 학위논문에서는 In(Ga)As 와 Ga(Al)N 양자구조들의 광학적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 주제에 따른 주요 결과들을 요약하면 다음과 같다. (1) InGaAs/GaAs 양자점에서의 광학적 전이와 운반자의 완화 Heterogeneous droplet방법에 의해 성장된 InGaAs양자점에서 AlGaAs-cladding 층의 유무에 따른 운반자들의 동역학을 PL과 time-resolved PL의 측정을 통하여 연구하였다.. AlGaAs-cladding 층이 존재하는 경우에는 운반자들의 완화에 있어 Auger processes가 중요한 역할을 하는 반면에, AlGaAs-cladding 층이 존재하지 않는 경우에는 Auger processes 현상은 관찰 할 수 없었다. 높은 여기상태하에서 AlGaAs-cladding 층이 존재하는 경우에는 양자점의 첫번째 들뜬상태의 decay profile이 두개의 지수형태 즉 빠르게 decay 하다가 느리게 decay 하는 형태로 나타남을 확인할 수 있었다. 더욱이, GaAs 장벽은 양자점의 첫번째 들뜬상태의 빠른 decay time과 일치하는 느린 rise time을 가짐을 확인할 수 있었으며 이런 결과들은 GaAs-장벽과 InGaAs-양자점의 첫번째 여기상태 사이에서는 운반자들의 완화에 직접적으로 Auger processes 현상들이 나타남을 보여 준다. (2) InGaAs 양자점에서의 열처리효과 Droplet 방법으로 성장 된 GaAs 양자점에 대하여 열처리에 따른 광학적 특성들을 온도와 여기세기에 따른 PL을 통하여 조사하였다. 열처리 온도를 800℃까지 증가시킴에 따라 InGaAs-양자점의 PL peak 에너지가 높은 에너지쪽으로 122meV만큼 이동하였다. 특히 실험적 결과는 지수함수의 형태로 주어짐을 확인할 수 있었다. 또한 열처리의 효과로 들뜬 상태와 바닥상태간의 에너지 차와 PL peak의 반치폭이 감소하는 결과를 가져온다. 이런 결과들은 열처리에 따라 양자점과 GaAs- 장벽간의 접합부분에서 In-Ga atoms간의 상호 확산에 따른 양자점 조성비의 변화에 따른 결과이다. 그러므로, PL peak과 들뜬 상태와 바닥상태간의 에너지차를 열처리를 통하여 얼마든지 조절할 수 있다. (3) 단일 양자점에 대한 PL peak의 관찰 Droplet방법으로 성장 된 GaAs/AlGaAs양자점에 대하여 열처리에 따른 광학적 특성들을 온도와 여기세기에 따른 PL과 micro-PL을 통하여 조사하였다. 열처리에 따라 PL peak이 높은 에너지쪽으로 이동할 뿐만 아니라, PL 세기가 급격하게 증가함을 관찰할 수 있었다. 이런 효과들은 양자점의 결정성이 좋아짐과 아울러 양자점 크지의 감소, Ga-Al atoms간의 상호 확산에 따른 양자점 구성비의 변화에 따른 결과로 해석할 수 있다. 또한 micro-PL 측정을 통하여 단일 양자점에 대한 단일 PL peak을 얻을 수 있었다. 가장 낮은 레이저의 세기에 대해서, PL peak의 반치폭은 약 1.45, 1.65 meV만큼 작은 값을 얻을 수 있었다. 이런 값은 k_(B)T나 atom의 1-ML 변화량(~2meV)보다도 작은 수치로서 단일 양자점에 관한 peak이라 말할 수 있다. 높은 레이저 세기에 대해서는 양자점의 inhomogeneous broadening현상이 나타나며 일반적 PL 스펙트럼과 거의 같은 모양을 가짐을 확인할 수 있었다. 그러므로, 일반적 PL의 넓은 peak은 양자점 구조에서의 크기변동에 따른 결과라 말할 수 있다. (4)자연 성장된 InAs양자점에서 열적으로 여기된 운반자의 이동 및 bimodal 크기 분포 자연 성장된 InAs/GaAs 양자점에 대하여 온도와 여기세기에 따른 PL 특성을 조사하였다. 여기세기 의존성 PL 결과는 두개의 다른 양자점 분과에서 발광되는 두개의 바닥상태 peak을 보여준다. 두개의 다른 양자점 분과사이에서 운반자들의 열적 재분포 효과를 온도 의존성 PL peak 에너지, 반치폭등을 이용하여 조사하였다. 온도 증가에 따른 PL 세기의 감소는 서로 다른 activation 에너지로 인해 두 양자점 분과에서 서로 다르게 전개되며, 반치폭 역시 온도에 따라 이례적인 변화의 양상을 띤다. 실험적 결과를 토대로 양자점의 두 분과사이에서 운반자의 이동에 wetting 층이 중요하게 작용할 수 있음을 알 수 있었다. (5)AlGaN/GaN 이중접합구조에서 2DEG와 관련된 PL 변조도핑된 AlGaN/GaN 이중접합구조에서의 광학적 특성을 조사하였다. 2DEG와 관련된 PL peak은 GaN와 AlGaN bandgap 사이에서 관측할 수 있었으며 그의 물리적 특성을 살펴보았다. GaN위의 도핑하지 않은 AlGaN층의 두께가 20nm 인 경우, 2DEG PL peak은 강한 piezoelectric polarization때문에 높은 온도에서도 관측할 수 있었다. 온도가 증가함에 따라, 일반적으로 격자의 팽창에 의하여 낮은 에너지쪽으로 에너지가 이동하나, 2DEG경우는 온도가 증가할수록 2DEG의 밀도가 증가해서 상대적으로 낮은 에너지쪽으로 이동하는 양이 작다. 이는 이중접합영역에서 전도대의 구부러짐으로 인한 운반자들의 screening 효과에 기인한다. 한편, 온도가 80℃에서 180℃로 증가하면 2DEG의 반치폭이 급격히 증가함으로써 페르미영역이 넓어짐에 의하여 페르미 근처의 2DEG peak의 강화현상은 사라지게 된다. 이들의 결과들은 종합하면, AlGaN/GaN 이종접합구조에서도 페르미 영역에서의 강화현상이 일어날 수 있음을 보여준다. 한편, AlN buffer층을 이용하였을 경우 운반자들의 이동도가 77K에서 최고 3725㎠/V·s 의 값을 Hall 측정을 통하여 얻을 수 있었다. 또한 상온과 비교할 때 3배 이상의 이동도를 가짐으로 GaN와 AlGaN 접합부분에서 2DEG가 형성됨을 알 수 있다. 2DEG와 관련된 발광현상은 온도가 증가함에 따라 현저히 감소하다가 약 120K이상의 온도영역에서는 사라짐을 PL을 통하여 확인할 수 있었다.
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이창명 North Carolina State University 1992 해외박사
유한요소법과 경계요소법의 완전 연성 기술에 의하여 구조 -음향계의 정상응답과 과도응답 특 성을 조사하였다. 유한요소 프로그램은 평평한 셸 요소를 이용하였다. 경계요소 프로그램은 삼각소를 이용하여 개발되었다. 음향계의 공식 전개는 파동방정식을 이용하였고 이를 경계요소법에 였다. 해석적 및 수치적인 적분방법을 이용하여Singular 적분과 non-singular 적분이 계산 되어Adaptive 적분방법 또한non-singular 적분부분에 이용 되었다. 셸 형상의 구조-음향계의 연성 해션臼�라플라스 치환된 메트릭스를 이용하였고 이 과정에서 equilibrium과 compatibility 상태를 도록 하였다. 정상 상태 응답은 라플라스 치환 영역에서 연성된 방정식을 직접 풀음으로써 구해졀�영역에서 계에 대한 과도 응답은 라플라스 영역에서의 역 치환법을 이용하여 구해진다. 연성�EM 프로그램은 earmuff와 earcanal이 연성된 문제를 풀기 위하여 이용된다. 여기에 사용된 ear모델은 EAR 1000와 EAR 3000이다.
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