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- 저자 : Gyong-Phil Yin (검색결과 4 건)
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AlN 단결정 성장에 관한 도가니 형태의 의존성에 관한 연구
인경필,강승민,Yin, Gyong-Phil,Kang, Seung-Min 한국결정성장학회 2015 韓國結晶成長學會誌 Vol.25 No.1
AlN 단결정의 특별한 용도로 이를 개발하기 위한 노력이 전 세계적으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 AlN을 기반으로 하는 자외선 LED는 생활, 의학, 자동자 등에 유용한 용도로서 살균, 정화, 경화 및 분석 등 분야에 이용된다. 이에 실험을 통해 PVT법으로 카본 도가니를 사용하여 AlN 단결정을 성장시켰으며 실험 중 3가지 형태의 도가니를 이용하여 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 온도 조건은 $1900{\sim}2100^{\circ}C$이고 실험 압력으로는 1~200 Torr였다. 그 결과, 높이가 높은 형태의 도가니를 사용할 경우 증발량은 기준 형태보다 증가 하는데 그쳤다. 반면, 넓은 형태의 도가니는 더욱 많은 증발양의 증가를 보였으며, 기준 형태에 비하여 훨씬 안정하다는 것을 알았다. 또한, 제한된 크기의 도가니를 이용한 PVT법에서의 도가니 형태의 변화에 따른 결과는 성장률에 따른 최적 조건, 성장 결정의 품질변화 및 성장 조건 안정성에 영향을 주는 것을 알았다. For the special usage, the effort of developing AlN single crystals has been very hot in the world. The AlN-base UV LEDs are used on the field of sterilization, purification, curing and analyzing, which can advance human's living and medical processes etc.. AlN single crystals were grown by the PVT (Physical vapor transport) method. On the growing process, carbon crucibles with three different types such as normal size, taller than normal and wider than normal were used for comparison. The processing temperature was in the range of $1900{\sim}2100^{\circ}C$ and ambient pressure was 200~1 Torr. When the taller crucible was used, the sublimation mass was greater than normal dimension one but the best condition of growth changes widely. However the wider one gave much sublimation mass and growing condition was more stable than normal dimension. On limited growing furnace system, the changes of crucible dimension of PVT method provide the change of best condition for growth rate, as-grown crystal quality and growth condition stability.
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PVT법에 의한 AlN 단결정 성장에서 Hot-Zone 의존성
인경필,강승민,Yin, Gyong-Phil,Kang, Seung-Min 한국결정성장학회 2016 한국결정성장학회지 Vol.26 No.2
PVT(Physical vapor transport)법을 이용하여 AlN 단결정을 성장시켰으며 유도 코일의 위치를 변화시켜가면서 핫존의 위치가 달라짐에 따라 변화하는 결과를 비교하였다. 그라파이트 도가니가 사용되었으며 그 규격은 ${\Phi}90{\times}H120$이었다. 온도는 $1950{\sim}2050^{\circ}C$이며 챔버 압력은 150에서 1 Torr까지 사용되었다. 또한 핫존은 실험 회차에 따라 변화를 주었으며 이 결과가 비교되었다. 핫존의 위치가 AlN 단결정 응축 위치에서부터 충분히 아래쪽(> 40 mm)인 경우 성장된 결정 사이즈는 다른 조건들에 비해 양호했지만(${\sim}300{\mu}m/hr$), 조건 재현성은 상당히 떨어졌다. 반대로 핫존과 AlN 성장 위치간의 거리가 가까워질수록 성장된 결정의 크기는 작아지고 결정의 핵이 생성되는 빈도는 낮아지면서 성장된 결정의 질의 안정성은 증가했다. 성장 속도와 품질 두 가지 면에서 초기 핫존 코일의 위치가 결정 성장 위치로부터 20 mm 정도일 때가 가장 우수했다. 핫존의 위치는 매우 민감한 결과를 주었고 이것에서 더 나아가 코일의 이동 속도 또한 최적으로 컨트롤 되어야만 최적의 성장 조건이 설정될 수 있다. AlN single crystals were grown by the PT (Physical vapor transport) method with position-changable induction coil. And the graphite crucible dimensioned ${\Phi}90{\times}H120$ was used on processing. The temperature was $1950{\sim}2050^{\circ}C$ and ambient pressure was 150~1 Torr. And the hot-zone was changed according to times on growing for result comparison. When hot-zone by coil is located below far enough (> 40 mm) from AlN crystal concentration position, the as-grown crystals physical size is better ($300{\mu}m/hr$) than another condition, but the condition-reproducibility was very poor. However the closer the distance between hot-zone and AlN growing posion, the smaller the size of as-grown crystal and the rarer the generation of the crystal nuclear, but the crystal growing condition is stable for quality. The best condition for both growth rate and quality is gained when the starting position of hot-zone coil is about 20 mm distance from growing position. For the best growth condition, the position of hot-zone is very sensitive factor and the further more the condition of speed of coil shift also must control.
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SiC 기판상에 성장된 AlN 박막을 이용한 AlN 결정 성장에 관한 연구
인경필,강승민,Yin, Gyong-Phil,Kang, Seung-Min 한국결정성장학회 2018 한국결정성장학회지 Vol.28 No.4
AlN 결정은 직경 1인치 크기의 기판이 개발되었고 계속 품질의 향상을 위해 연구되고 있다. 한편 2인치급 기판은 UV LED 칩 제조와 원가 감소를 위해 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 PVT 법으로 2인치의 AlN 결정을 SiC 기판상에 성장된 AlN 박막을 종자로 사용하여 성장의 가능성을 보고자 하였다. $10{\mu}m$ 두께의 AlN 박막 결정을 종자결정으로 사용하여 두께 7 mm의 AlN 결정을 성장하였다. 성장된 결정은 금속현미경과 실체현미경, DCXRD를 사용하여 분석하였다. AlN crystal is been developing in global site for many years and 1 inch diameter wafer was already developed but it is demanding the efforts for the better quality. On the other hand, also the 2-inch size is developing recently to reduce the unit cost for manufacturing and to use to fabrication of the UV LED chips. In this study, we tried to evaluate the possibility of bulk AlN crystals on his thin films by PVT method. The AlN thin film was grown on SiC single crystal 2" wafer by HVPE method. We successfully grew AlN bulk crystal of a thickness of 7 mm using its thin film of a thickness of $10{\mu}m$ as a seed crystal. The resultants of AlN crystals were identified by metallurgical microscope, optical stereographic microscope and DCXRD measurement.
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HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 법을 적용한 온도 변화에 따른 AlN 단 결정의 성장 형상에 관한 연구
강승민,인경필,Seung Min Kang,Gyong-Phil Yin 한국결정성장학회 2024 한국결정성장학회지 Vol.34 No.1
As interest in power semiconductors is growing recently, research on device design and application using light energy gap materials such as SiC and GaN is being actively conducted. Because AlN single crystals have a larger energy gap than the above mentioned materials, research on high-power devices is also in progress, but commercialized wafers have not yet been reported, so research is needed. In this study, we applied the HVPE (Hydride vapor phase epitaxy) method to produce AlN single crystals and attempted to obtain bulk single crystals using our own manufacturing equipment. To this end, we would like to report the results of securing the growth conditions for single crystals. we would like to report on the change in the shape of the grown crystal according to the change in temperature.
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