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보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 10
제2장 국내외 기술개발 현황 12
제3장 연구개발 수행내용 및 결과 13
제1절 Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) 13
1. 깊은 준위에서 캐리어 방출과 포획 13
2. 과도접합용량 (Junction Capacitance Transient) 16
3. DLTS 측정의 원리 20
제2절 소수캐리어 수명 제어기술 25
제3절 DLTS의 장치구성 28
제4절 고 에너지 전자빔 조사 30
1. 전자빔 조사를 위한 전산 모사 30
2. 1 MeV 및 2 MeV 전자빔 조사 된 GaN 에피층의 결함 33
가. 전자빔 조사된 GaN 에피층의 DLTS 결과 33
나. 고 에너지 전자빔 조사 된 후 열처리에 의한 GaN 에피층의 결함 48
다. 전자빔 조사에 의한 HVPE 방법으로 성장된 GaN 에피층 내부의 결함구조 분석 54
3. 전자빔 조사된 ZnO 에피층의 결함구조 60
제5절 결론 62
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 63
제5장 연구개발결과의 활용계획 64
제6장 참고문헌 65
표 1. 캐리어 수명 제어 기법 27
표 2/1. Arrhenius plots 으로 부터의 DLTS 파라미터. 40
표 3/2. Arrhenius plots 으로 부터의 도출한 DLTS 파라미터. 46
표 4/3. HVPE로 성장된 GaN 박막에 대하여 1 MeV, 2 MeV dose 1×1015 ㎝-2(이미지참조) 의 조건으로 전자빔을 조사전, 후 확인된 DLTS 파라미터. 59
그림 1. 깊은 준위에 의한 전자와 정공의 재결합과 생성... 15
그림 2. n-type Si Schottky 접합.... 19
그림 3. 온도 변화와 바이어스 펄스에 따른 전기용량변화.... 21
그림 4. DLTS 측정 장치 구성도. 29
그림 5. GaN기판에 조사된 전자빔의 에너지가 (a) 1 MeV (b) 2 MeV 일 때 Monte Carlo simulation 결과. 31
그림 6. ZnO 기판에 조사된 전자빔의 에너지가 (a) 1 MeV (b) 2 MeV 일 때 Monte Carlo simulation 결과. 32
그림 7. DLTS 측정을 위한 n-type GaN 쇼트키 장벽 다이오드 구조. 33
그림 8. GaN 에피층에 4가지 다른 조건으로 고 에너지 전자빔 조사 된 시료의 (a) C-V 측정 결과와 (b) 운반자 농도 분포 곡선. 36
그림 9. 전자빔 조사되지 않은 시료 와 1 MeV, 2 MeV 에너지 및 dose 1×1015 cm-2, 1×1016 cm-2 인 전자빔 조사 시료의 DLTS 스펙트라이며 선명하게 보여 주기 위해서 각 스펙트럼 베이스 라인이 이동되었고, 이때 점선은 베이스 라인을 나타낸다.(이미지참조) 37
그림 10. GaN 에피층에 전자빔 조사 된 DLTS 데이터에 대한 Arrhenius plots. 38
그림 11. GaN 에피층에 2 MeV 에너지와 dose 1×1015 cm-2(이미지참조) 으로 전자빔 조사 된 시료의 각각 다른 바이어스 조건에 따른 DLTS 스펙트라. 39
그림 12. 1 MeV, 2 MeV의 에너지 및 dose 1×1016 cm-2(이미지참조) 의 조건으로 조사된 (a) C-V 곡선과 (b) 운반자 농도 분포 곡선. 43
그림 13. (a) GaN 에피층에 에너지 1 MeV 및 2 MeV로 dose 1×1016 cm-2(이미지참조) 의 조건으로 전자빔 조사후 및 전자빔 조사전의 DLTS 스펙트라 및 (b) 1 MeV 로 조사된 DLTS 스펙트라 44
그림 14. GaN 에피층에 1 MeV, 1×1016 cm-2(이미지참조) 로 전자빔 조사 된 DLTS 스펙트라에 대한 Arrhenius plots 결과. 45
그림 15. 1 MeV, 1×1016 cm-2(이미지참조) 전자 빔 조사 된 GaN 에피 층에 measure 전압을 변화시키며 측정 한 DLTS 스펙트라 47
그림 16. GaN 에피층의 시료와 700 ℃ 와 900 ℃ 로 열처리 된 시료의 (a) C-V 측정 결과와 (b) 운반자농도분포 결과. 50
그림 17. (a) GaN 에피층에 전자빔 조사 후 700 ℃와 900 ℃로 60 s 동안 열처리 된 시료DLTS 스펙트라. (b) GaN 에피층에 전자빔 조사 후의 DLTS 스펙트라를 기반으로 한 Arrhenus plots. 51
그림 18. GaN 에피층에 전자 빔 조사 후 700 ℃로 열처리 된 시료의 바이어스 조건을 달리하여 측정 한 DLTS 스펙트라. 52
그림 19. 전자 빔 조사 된 GaN 에피층과 700 ℃로 후 열처리 한 시료의 XRD 측정결과 53
그림 20. GaN 박막 시료 B의(a) 전자빔 조사전 및 (b) 1 MeV, dose 1×1015 cm-2(이미지참조)의 조건으로 조사된 SEM 이미지. 56
그림 21. (a) HPVE로 성장시킨 GaN 박막의 1 MeV, dose 1×1015 cm-2(이미지참조)의 조건 으로 전자빔 조사 전, 후의 DLTS 스펙트라 및 (b) 채움 펄스폭을 변화시켜 측정한 A2 결함에 대한 DLTS 스펙트라. 57
그림 22. (a) HPVE로 성장시킨 GaN 박막의 1 MeV, dose 1×1015 cm-2(이미지참조)의 조건으로 전자빔 조사 전, 후의 DLTS 스펙트라 및 (b) measure 전압을 변화시켜 측정한 DLTS 스펙트라. 58
그림 23. (a) hydrothermal 방식으로 성장된 ZnO 박막sp 1 MeV 및 2 MeV, dose 1×1015 cm-2(이미지참조)의 조건으로 전자빔 조사후의 DLTS 스펙트라 및 (b) Arrhenus plots. 61
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