HVPE 방법에 의해 성장된 a-plane GaN 층과 이종접합구조의 특성

황선령,안형수,양민,김경화,이충현,전헌수,진용성,임원택,이재학,시상기,김석환 한국물리학회 2007 새물리 Vol.54 No.3

The structural and the morphological properties of planar, nonpolar, a-plane GaN layers grown by hydride vapor phase epitaxy (HVPE) on r-plane sapphire substrates are characterized. GaN/InGaN heterostructure is grown by using mixed-source HVPE. The InGaN/GaN heterostructure is grown by using a selective-area growth (SAG) method. The heterostructure consists of a GaN layer, an InGaN, layer and a Mg-GaN layer. The temperature of the GaN source zone is 650 $^\circ$C. The optimum condition for planar a-plane GaN layer is a growth temperature of 820 $^\circ$C. In the case of InGaN, the temperature of the source zone is 900 $^\circ$C. The growth temperatures of the GaN and the InGaN layers are 820 $^\circ$C and 850 $^\circ$C, respectively. The EL (electroluminescence) peak of the GaN/InGaN heterostructure is observed at about 460 nm, and its FWHM (full width at half maximum) is 0.67 eV. HVPE (hydride vapor phase epitaxy) 방법을 이용하여 r-plane 사파이어기판 위에 후막 a-GaN 층을 성장한 후 GaN/InGaN 이종접합구조(heterostructure)를 구현하였다. HVPE 방법으로 성장온도 (620 $^\circ$C/ 700 $^\circ$C/780 $^\circ$C/820 $^\circ$C)에 따라 a-GaN의구조적 형상의 변화를 조사하였다. 성장온도가 820 $^\circ$C 일 때 가장평탄한 면을 얻을 수 있었으며, 선택성장 (SAG : selective area growth) 방법을 이용하여 GaN/InGaN 이종접합구조를 성장하였다. 이종접합구조는GaN, InGaN, Mg-doped GaN 층으로 구성하였다. SAG-GaN/InGaN 이종접합구조의 상온 EL (electroluminescence) 특성은 중심파장은 462 nm, 반치폭 (full width at half maximum) 은 0.67 eV 인 발광다이오드(light emitting diode) 특성을 얻을 수 있었다.

혼합소스 HVPE에 의해 성장된 In(Al)GaN 층의 특성

황선령,김경화,장근숙,전헌수,최원진,장지호,김홍승,양민,안형수,배종성,김석환,Hwang, S.L.,Kim, K.H.,Jang, K.S.,Jeon, H.S.,Choi, W.J.,Chang, J.H.,Kim, H.S.,Yang, M.,Ahn, H.S.,Bae, J.S.,Kim, S.W. 한국결정성장학회 2006 한국결정성장학회지 Vol.16 No.4

혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법을 이용하여 InGaN 층을 GaN 층이 성장된 사파이어 (0001) 기판 위에 성장하였다. InGaN 층을 성장하기 위해 금속 In에 Ga을 혼합하여 III족 소스로 이용하였으며 V족 소스로는 $NH_3$를 이용하였다. InGaN층은 금속 In에 Ga을 혼합한 소스와 HCl을 흘려 반응한 In-Ga 염화물이 다시 $NH_3$와 반응하도록 하여 성장하였다. XPS 측정을 통해 혼합소스 HVPE 방법으로 성장한 층이 InGaN 층임을 확인할 수 있었다. 선택 성장된 InGaN 층의 In 조성비는 PL과 CL을 통해서 분석하였다. 그 결과 In 조성비는 약 3%로 평가되었다. 또한, 4원 화합물인 InAlGaN 층을 성장하기 위해 In 금속에 Ga과 Al을 혼합하여 III족 소스로 사용하였다. 본 논문에서는 혼합소스 HVPE 방법에 의해 III족 소스물질로 금속 In에 Ga(Al)을 혼합한 소스를 이용하여 In(Al)GaN층을 성장할 수 있음을 확인할 수 있었다. InGaN layers on GaN templated sapphire (0001) substrates were grown by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method. In order to get InGaN layers, Ga-mixed In metal and $NH_3$ gas were used as group III and group V source materials, respectively. The InGaN material was compounded from chemical reaction between $NH_3$ and indium-gallium chloride farmed by HCl flowed over metallic In mixed with Ga. The grown layers were confirmed to be InGaN ternary crystal alloys by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In concentration of the InGaN layers grown by selective area growth (SAG) method was investigated by the photoluminescence (PL) and cathodoluminescence (CL) measurements. Indium concentration was estimated to be in the range 3 %. Moreover, as a new attempt in obtaining InAlGaN layers, the growth of the thick InAlGaN layers was performed by putting small amount of Ga and Al into the In source. We found the new results that the metallic In mixed with Ga (and Al) as a group III source material could be used in the growth process of the In(Al)GaN layers by the mixed-source HVPE method.

R-plane 사파이어 기판위의 GaN/InGaN 이종접합구조의 HVPE 성장

전헌수,황선령,김경화,장근숙,이충현,양민,안형수,김석환,장성환,이수민,박길한,Jeon, H.S.,Hwang, S.L.,Kim, K.H.,Jang, K.S.,Lee, C.H.,Yang, M.,Ahn, H.S.,Kim, S.W.,Jang, S.H.,Lee, S.M.,Park, G.H.,Koike, M. 한국결정성장학회 2007 한국결정성장학회지 Vol.17 No.1

R-plane 사파이어 위에 a-plane GaN층이 성장된 기판에 혼합소스 HVPE(mixed-source hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 GaN/InGaN의 이종접합구조(heterostructure)를 구현하였다. GaN/InGaN 이종접합구조는 GaN, InGaN, Mg-doped GaN 층으로 구성되어 있다. 각 층의 성장온도는 GaN층은 $820^{\circ}C$, InGaN 층은 $850^{\circ}C$, Mg-doped GaN 층은 $1050^{\circ}C$에서 성장하였다. 이때의 $NH_3$와 HCl 가스의 유량은 각각 500 sccm, 10 sccm 이었다. SAG-GaN/InGaN 이종접합구조의 상온 EL (electroluminescence) 특성은 중심파장은 462 nm, 반치폭(FWHM : full width at half maximum) 은 0.67eV 이었다. 이 결과로부터 r-plane 사파이어 기판위에 multi-sliding boat system의 혼합소스 HVPE 방법으로 이종접합구조의 성장이 가능함을 확인하였다. The a-plane GaN layer on r-plane $Al_2O_3$ substrate is grown by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). The GaN/InGaN heterostructure is performed by selective area growth (SAG) method. The heterostructure consists of a flown over mixed-sourec are used as gallium (or indium) and nitrogen sources. The gas flow rates of HCl and $NH_3$ are maintained at 10 sccm and 500 sccm, respectively. The temperatures of GaN source zone is $650^{\circ}C$. In case of InGaN, the temperature of source zone is $900^{\circ}C$. The grown temperatures of GaN and InGaN layer are $820^{\circ}C\;and\;850^{\circ}C$, respectively. The EL (electroluminescence) peak of GaN/InGaN heterostructure is at nearly 460 nm and the FWHM (full width at half maximum) is 0.67 eV. These results are demonstrated that the heterostructure of III-nitrides on r-plane sapphire can be successfully grown by mixed-source HVPE with multi-sliding boat system.

HVPE 후막 a-plane GaN 결정의 성장과 특성

이충현,황선령,김경화,장근숙,전헌수,안형수,양민,배종성,김석환,장성환,이수민,박길한,Lee, C.H.,Hwang, S.L.,Kim, K.H.,Jang, K.S.,Jeon, H.S.,Ahn, H.S.,Yang, M.,Bae, J.S.,Kim, S.W.,Jang, S.H.,Lee, S.M.,Park, G.H.,Koike, M. 한국결정성장학회 2007 한국결정성장학회지 Vol.17 No.1

본 연구에서는 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 r-plane 사파이어 기판 위에 무극성의 (11-20) a-plane GaN을 성장하여 구조적인 특성을 관찰하였다. HVPE 방법으로 저온($500/550/600/660^{\circ}C$)에서 성장한 AIN 버퍼층이 고온의 a-GaN에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, AIN 버퍼층과의 비교를 위하여 저온에서 성장한 GaN 버퍼층과 InGaN 버퍼층 같은 다양한 버퍼층을 이용하여 a-plane GaN의 성장도 실시하였다. 고온에서 성장된 a-GaN의 구조적 형상은 저온버퍼층의 성장 조건에 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. $GaCl_3$ 전 처리를 실시하고 $820^{\circ}C$에서 성장한 경우에 가장 평탄한 표면을 가지는 a-GaN을 얻을 수 있었다. The structural and morphological properties of planar, nonpolar (11-20) a-plane GaN layers grown by hydride vapor phase epitaxy on (1-102) r-plan sapphire substrates are characterized. We report on the effect of low temperature ($500/550/600/660^{\circ}C$) AIN buffer layers on the structural properties of HVPE grown a-GaN kayers. and for the comparison, low temperature GaN and InGaN buffer layers are also tried for the growth of a-plane GaN layers. The structural geometry of a-GaN layers is severely affected on the growth condition of low temperature buffer layers. The most planar a-GaN could be obtained with $GaCl_3$ pretreatment at the growth temperature of $820^{\circ}C$.

Multi-sliding boat 방식을 이용한 혼합소스 HVPE에 의한 InGaN/AlGaN 이종 접합구조의 성장

장근숙,김경화,황선령,전헌수,최원진,양민,안형수,김석환,유재은,이수민,Jang, K.S.,Kim, K.H.,Hwang, S.L.,Jeon, H.S.,Choi, W.J.,Yang, M.,Ahn, H.S.,Kim, S.W.,Yoo, J.,Lee, S.M.,Koike, M. 한국결정성장학회 2006 한국결정성장학회지 Vol.16 No.4

혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 InGaN/AlGaN의 이종접합구조(heterostructure)의 LED (light emitting diode)를 선택성장(SAG : selective area growth)하였다. InGaN/AlGaN 이종접합구조를 혼합소스 HVPE로 연속 성장하기 위하여 새로운 디자인의 multi-sliding boat를 도입하였다. SAG-InGaN/AlGaN LED의 상온 EL(electroluminescence) 특성은 주입전류가 20mA일 때 중심파장은 425nm였다. Multi-sliding boat를 이용한 혼합소스 HVPE 방법이 질화물 반도체 LED를 성장하는 유용한 방법이 될 수 있음을 확인하였다. The selective growth of InCaN/AlGaN light emitting diodes was performed by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). In order to grow the InGaN/AlGaN heterosturcture consecutively, a special designed multi-sliding boat was employed in our mixed-source HVPE system. Room temperature electroluminescence spectum of the SAG-InGaN/AlGaN LED shows an emission peak wavelength of 425 nm at injection current 20 mA. We suggest that the mixed-source HVPE method with multi-sliding boat system is possible to be one of the growth methods of III-nitrides LEDs.

FTTH PON TRx용 LD 및 APD 개발

이중기,박성수,황선령,배유동,이은화,이도영,강중구,김영현,박병훈,김인,오윤경,장동훈 한국통신학회 2004 한국통신학회 기타 간행물 Vol.2004 No.11

사라질 위기에 직면한 식물에 대한 고찰 : 피뿌리풀 - 제주도를 대상으로 -

김민한,윤영준,장래하,김선령,도재하,황승현,문명옥,최승운 한국도서(섬)학회 2023 韓國島嶼硏究 Vol.35 No.3

Stellera chamaejasme L. is a perennial herb belonging to the family Thymelaeaceae Juss. and the genus Stellera. The genus Stellera consists of eight species in temperate regions, and one species is S. chamaejasme distributed in South Korea. Until the early 2000s, S. chamaejasme was a common plant frequently seen in the eastern part of Jeju Island, including Nopeun-oreum. Yet, Due to deforestation and overexploitation, the population of S. chamaejasme has experienced a significant decline. As a result, it was designated as a Grand Ⅱ Endangered species by the Ministry of Environment in 2017. It has been reported that the natural habitats of S. chamaejasme that were relatively common in the past in the eastern part of Jeju Island have mostly disappeared. Currently, its distribution is confirmed in only one oreum. The situation calls for urgent human intervention such as habitat protection, habitat improvement, and removing threats. Thus, this study aimed to determine the precise habitats and population size of S. chamaejasme currently inhabiting Jeju Island. Additionally, the study aimed to provide fundamental data for protecting of S. chamaejasme and establish the basis for conservation measures. The study conducted a thorough literature review of past research related to S. chamaejasme to access the status of its population accurately. Furthermore, in April 2023, a joint and meticulous investigation was conducted by a team of 27 plant experts. The investigation focused on areas in the eastern region of Jeju Island, including oreum, tomb sites, and grassland areas, which were considered potential habitats for S. chamaejasme. A field survey was carried out at a total of 40 sites, including 11 essential survey locations identified through the National survey on the Distribution of Endangered Species, as well as past significant habitat areas such as Nopeun-oreum, munseogi-oreum, darangswi-oreum. As a result, the S. chamaejasme was found in two existing habitats and two newly discovered habitats, totaling four locations. However, only 2 individuals currently remain due to removing the grave and weeding. Hence, continuous monitoring is essential to facilitate subsequent research on the designated the protected area and develop further protective measures.

Raman 측정에 의한 육방정계 Si 단결정의 상 변화 특성 해석

김경화,이강석,안형수,이재학,전영태,양민,이삼녕,황선령,이상걸,노효진,이원재,하동한,김석환 한국물리학회 2021 새물리 Vol.71 No.10

The Raman properties of a hexagonal Si single-crystal structure were investigated. For a sample with a total length of 3230 m, 46 positions were selected, and the incident laser power was changed from 0.5 mW to 50 mW in 9 steps. Starting from the root, which is the growth engine, the phase changes in the body and in the tip of the hexagon were analyzed using Raman peaks. The Si-IV polymorph ! Si-XII ! Si-XIII through a series of processes is converted to the Si-IV phase, and the possibility of its being changed back to the semimetal semiconductor Si-IV ! Si-III is explained. In addition, it was confirmed that this phase change was confirmed to result in a very stable hexagonal Si single crystal that did not change over 10000 hours. The results are expected in the future to serve as a starting point for various applications in the field of Si research. 육방정계 Si 단결정 구조에 대한 라만 특성을 조사하였다. 총 길이 3230 m의 시료에 대해 46개의위치를 선택하였으며, 입사 레이저 파워는 0.5 mW에서 50 mW 까지 9 등급으로 변화하였다. 성장동력이 되는 뿌리 부분에서 시작하여 육방정계의 몸체 그리고 끝부분의 상 변화를 라만 피크를 이용하여해석하였다. Si-IV 다형체 ! Si-XII ! Si-XIII의 일련의 과정을 거쳐 Si-IV의 상으로 전환되고, 다시Si-IV ! Si-III 의 반금속 반도체로 변화되는 가능성을 설명한다. 또한 성장된 결정은 10000시간이상에서도 변화가 없는 매우 안정적인 육방정계 Si 단결정임을 확인하였다. 이 결과는 앞으로 Si 분야의다양한 응용을 위한 출발점이 될 수 있을 것으로 기대한다.

HVPE 방법에 의해 r-plane 사파이어 기판 위의 선택 성장된 GaN/AlGaN 이종 접합구조의 특성

홍상현,전헌수,한영훈,김은주,이아름,김경화,황선령,하홍주,안형수,양민,Hong, S.H.,Jeon, H.S.,Han, Y.H.,Kim, E.J.,Lee, A.R.,Kim, K.H.,Hwang, S.L.,Ha, H.,Ahn, H.S.,Yang, M. 한국결정성장학회 2009 한국결정성장학회지 Vol.19 No.1

본 논문에서는 혼합소스(mixed-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy)방법으로 선택성장(SAC: selective area growth) GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드를 r-plane 사파이어 기판 위에 제작하였다. SAG-GaN/AlGaN DH(double heterostructure)는 고온 GaN 버퍼층, Te 도핑된 AlGaN n-클래딩층. Gan 활성층. Mg 도핑된 AlGaN p-클래딩층. Mg 도핑된 GaN p-캡층으로 구성되어있다. GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드의 특성을 알아보기 위해 SEM을 통한 구조적 분석과 전류-전압 측정(I-V: current-voltage measurement), 전류-광출력(EL: electroluminescence) 측정을 통하여 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. In this paper, a selective area growth (SAG) of a GaN/AlGaN double heterostructure (DH) has been performed on r-plane sapphire substrate by using the mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) with multi-sliding boat system. The SAG-GaN/AlGaN DH consists of GaN buffer layer, Te-doped AlGaN n-cladding layer, GaN active layer, Mg-doped AlGaN p-cladding layer, and Mg-doped GaN p-capping layer. The electroluminescence (EL) characteristics show an emission peak of wavelength, 439 nm with a full width at half maximum (FWHM) of approximately 0.64 eV at 20 mA. The I-V measurements show that the turn-on voltage of the SAG-GaN/AlGaN DH is 3.4 V at room temperature. We found that the mixed-source HVPE method with a multi-sliding boat system was one of promising growth methods for III-Nitride LEDs.

혼합소스 HVPE 법에 의한 InGaN 마이크로 구조의 상 변화

양민,안형수,김경화,김석환,시상기,심준환,이재학,이충현,전헌수,조인성,허인혜,홍상현,황선령 한국물리학회 2008 새물리 Vol.56 No.3

In this paper, we report a structural change in InGaN micro-structures grown by mixed-source hydride vapor phase epitaxy. Hexagonal nanorods, bunched with many submicron-sized legs and tetrapod-shaped InGaN micro-structures are grown on r-plane sapphire, c-plane sapphire, and Si (111) substrates, respectively. As the growth temperature is increased, the overall shape of the InGaN structures changes from clusters of some needle-like legs to a bunch shape of many legs with a thicker and hexagonal edge. The grown InGaN structures were analyzed by using X-ray photoelectron spectroscopy to estimate the composition of the InGaN ternary crystal alloy. The indium mole fraction of the InGaN structures grown at 650 $^\circ$C, 700 $^\circ$C, 750 $^\circ$C, and 800 $^\circ$C were 44 \%, 37 \%, 27 \%, and 80 \%, respectively. 혼합소스 HVPE (hydride vapor phase epitaxy) 방법을 이용하여 InGaN 마이크로 구조를 형성하였다. InGaN 마이크로 구조는 r-사파이어, c-사파이어 그리고 Si (100) 기판을 이용하여 성장하였다. 성장온도가 증가함에 따라 InGaN 구조들의 전체적인 형태는 몇 개의 뾰족한 다리가 뭉쳐진 형태 (torpedo)에서 육각 기둥 모양의 두꺼운 다리들이 많이 뭉쳐진 형태 그리고 최종적으로는 4 개의 두꺼운 육각 기둥 다리를 가지는 tetrapod 형태로 변하는 것을 확인하였다. 성장된 InGaN 구조들은 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 측정결과 성장온도에 따라 In의 조성비가 각각 44 \% (650 $^\circ$C), 37 \% (700 $^\circ$C), 27 \% (750 $^\circ$C) 그리고 80 \% (800 $^\circ$C) 정도임을 알 수 있었다.