초록 ▼

화합물소오스를 이용하여 성장할 때 필연적으로 개입되는 수소는 주입되는 불순물인 Mg 또는 Be과 결합하여 도핑효과가 나타나지 않는 현상이 일어난다. Single precursor를 이용하여 GaN 성장 시 이를 해소하기 위한 열처리 및 중성자조사 효과를 비교분석하기위한 시도를 수행하였다. GaN, p-GaN, GaMnN층을 분자선에피탁시 (MBE) 방법으로 sapphire (0001) 웨이퍼에 기판온도를 $590-700^{\circ}C$로 변화시키면서 성장시켰다. 이 중에서 중성자 조사를 위한 시편은 기판온도 <

화합물소오스를 이용하여 성장할 때 필연적으로 개입되는 수소는 주입되는 불순물인 Mg 또는 Be과 결합하여 도핑효과가 나타나지 않는 현상이 일어난다. Single precursor를 이용하여 GaN 성장 시 이를 해소하기 위한 열처리 및 중성자조사 효과를 비교분석하기위한 시도를 수행하였다. GaN, p-GaN, GaMnN층을 분자선에피탁시 (MBE) 방법으로 sapphire (0001) 웨이퍼에 기판온도를 $590-700^{\circ}C$로 변화시키면서 성장시켰다. 이 중에서 중성자 조사를 위한 시편은 기판온도 $620^{\circ}C$로 고정시켰다. 성장된 반도체 에피층의 기판온도에 따른 성장 결과를 XRD, AFM 분석을 통해, 결정성 및 표면 형상을 측정 하였으며, 도핑 농도 증가에 따른 표면 거칠기 증가 및 저항 증가를 AFM 및 저항 측정을 통해서 관찰 할 수 있었다. 도핑 활성을 위해, 열처리를 수행하였으며, 진공분위기에서 열처리 수행 시 도핑 활성화를 통한 저항 감소를 확인 할 수 있었으며, 이를 FT-IR로 확인할 수 있었다. 중성자 조사에 따른 도핑 활성화 영향을 관찰하기 위한 중성자 조사를 수행하였으나, 중성자 조사 시편의 오염에 따른 외부 반출이 불가능하여 중성자 조사 효과를 측정분석 할 수 없었다.

Abstract ▼

When metal organic sources are used for synthesizing of compound semiconductors, the hydrogen atoms was reacted with dopants. It causes the compensation of dopants and decreasing the carrier concentration. The doping process is very important to control the electrical properties of compound semicond

When metal organic sources are used for synthesizing of compound semiconductors, the hydrogen atoms was reacted with dopants. It causes the compensation of dopants and decreasing the carrier concentration. The doping process is very important to control the electrical properties of compound semiconductors.
GaN become the core materials for white and blue LED devices and room-temperature-operating magnetic semiconductor recently. The GaN was synthesized on the sapphire substrate with single precursor source by MBE. Doping concentration and substrate temperature was varied to study the effects of dopants on the electrical conductivity of GaN. The heat treatment and neutron irradiation was held to decrease the reaction of hydrogen and dopant.
The surface morphology was characterized by AFM and the crystal quality of GaN film was also measured by XRD. The electical conductivity was also characterized to reveal the effects of dopants. The electrical conductivity was increased after heat treatment. The ambient gas was very important during heat treatment process. The concentration of H-N-dopant wasn't decreased after heat treatment process at nitrogen gas ambient. The H-N-dopant is the main reason of compensation of dopants and decreasing of electrical conductivity of semicontors. The vacuum anealing processes course decreasing it and increasing its electrical conductivity. It is also defined by FT-IR. But the samples, which was neutron irradiated, couldn't be measured because they were contaminated by radioactive elements.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• I. 중성자 조사에 의한 GaN 박막내의 Dopant-Hydrogen 결합의 탈착 및 도핑 효과 연구...5
• II. 연구개발의 목적 및 필요성...5
• 가. 연구개발의 경제.사회.기술적 중요성...5
• 나. 연구개발하고자 하는 기술 또는 내용의 기술발전 주기(technology life cycle) 를 세계적 수준과 비교시 현재 어느 단계에 해당되는지 표시함...6
• 다. 지금까지의 연구개발 실적...6
• 라. 현기술상태의 취약성...8
• 마. 앞의로의 전망...8
• III. 연구개발의 내용 및 범위...9
• 가. 연구개발의 최종목표 및 단계별 목표...9
• 나. 연구개발목표의 성격...9
• 다. 연차별 연구개발목표 및 내용, 평가기준...9
• IV. 연구개발결과...11
• 1. GaN, p-GaN 및 GaMnN 에피층의 성장...11
• 2. GaN 에피층의 분석...12
• 3. 열처리 효과 분석...16
• 4. 중성자조사 효과 분석...20
• V. 연구개발결과의 활용계획...20
• (부록) Semiconductor Science and Technology 투고논문...22