• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.43 no.4
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• pp.176-179
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• 2010

The InAs thin films were grown on GaAs(100) substrate with $2^{\circ}C$ tilted toward [$0\bar{1}\bar{1}$] with different As beam equivalent pressure (BEP) by using molecular beam epitaxy. Growth temperature and thickness of the InAs thin films were $480^{\circ}C$ and 0.5 ${\mu}m$, respectively. We studied the relation between the As BEP and the properties of InAs thin films. The properties of InAs thin films were observed by reflection high-energy electron diffraction (RHEED), optical microscope, and Hall effect. The growth, monitored by RHEED, was produced through an initial 2D (2-dimensional) nucleation mode which was followed by a period of 3D (3-dimensional) island growth mode. Then, the 2D growth recovered after a few minutes and the streak RHEED pattern remained clear till the end of growth. The crystal quality of InAs thin films is dependent strongly on the As BEP. When the As BEP is $3.6{\times}10^{-6}$ Torr, the InAs thin film has a high electron mobility of 10,952 $cm^2/Vs$ at room temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.137-137
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• 2011

펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마의 전기적 특성과 GaAs의 건식식각을 연구하였다. 공정변수는 펄스 직류 전압 (350~550 V), 펄스 직류 주파수 (100~250 kHz), 리버스 시간 (0.4~1.2 ${\mu}s$)이었다. 전기적 특성은 오실로스코프를 이용하여 분석하였다. 펄스 직류 전원의 경우 평균 전압이 일정하더라도 주파수가 커지거나 리버스 시간이 커지면 peak-to-peak 전압이 증가한다는 사실을 이해하였다. GaAs 식각 실험 후 샘플의 식각률, 식각 선택비, 표면 형상을 비교, 분석하였다. GaAs의 식각 결과는 식각 속도, 식각 선택비, 표면 형상, 잔류 물질 분석을 실시하엿다. 본 실험에서는 1대의 기계적 펌프만을 상ㅇ하여 진공 압력을 유지하였다. GaAs의 식각 속도는 10 sccm $BCl_3$를 사용한 경우 최대 0.4 ${\mu}m$까지 얻을 수 있었다. 감광제에 대한 최대 식각 선택비는 약 2.5 : 1이었다. BCl₃ 플라즈마의 경우 75 mTorr의 저진공 조건에서는 500 V, 250 kHz, 0.7 ${\mu}s$의 실험에서 가장 좋은 식각 특성을 얻을 수 있엇다. X-레이 광전 분석기 데이터에 의하면, 식각된 GaAs의 표면을 깨끗하였으며, 염소와 관련된 잔류 물질은 거의 발견되지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.155-155
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• 2011

반도체 양자링은 양자점과 같이 효율이 높은 광학 소자 및 전자 소자에 응용 가능할 뿐 아니라, 양자점과는 다른 흥미로운 현상 연구가 가능하기 때문에 지속적으로 연구되고 있는 양자 구조이다. 특히, 반도체 양자링은 다양한 양자 구조를 형성하기 위한 기초 구조로 사용될 수 있으므로, 반도체 양자링 구조의 형성 메카니즘을 연구하는 것 또한 중요하다. 본 연구에서는 Molecular Beam Epitaxy (MBE)를 이용하여 N-type (100) GaAs 기판 위에 GaAs 양자 구조를 형성하였다. As4 분압의 영향, 즉 3-5 ratio가 표면 양자 구조 변화에 미치는 영향을 관찰하기 위해 3족과 5족을 분리하여 성장하는 전형적인 성장 방식인, droplet epitaxy mode를 사용하였다. 성장 온도, Ga metal droplet 밀도 등의 조건을 고정하고 Arsenic 분압을 1e-5 torr부터 3e-8 torr로 감소시켰을 때 표면 이미지를 AFM과 SEM으로 관찰하였다. As4 분압이 1e-5 torr일 때 양자점의 표면 형상을 보여주다가 As4 분압을 줄여갈수록 양자점의 크기가 증가하면서 As4 분압 1e-6 torr에서는 SEM 이미지 상으로도 분명한 양자링을 관찰할 수 있었다. 특히 주목할 것은 As4 분압 1e-6 torr에서 더 줄여갈수록 양자링 중앙 부분의 낮은 부분이 점점 넓어졌다는 점이다. 이것은 As4 분압 1e-6 torr 이상의 조건이 As4와 Ga atom이 결합하여 GaAs 양자점을 형성하는데 적절한 3-5 ratio의 조건인 반면, 그보다 적은 As4 분압에서는 As4와 결합하지 못한 Ga atom의 표면 migration에 의한 driving force로 인해 양자링이 형성되었다고 추측할 수 있다. 이렇게 형성된 양자링을 열처리 후 macro-PL 측정을 통해 광학적 특성을 보고자 하였다. 그 결과 같은 조건에서 열처리되어 PL 측정한 양자점의 에너지에 비해 peak position이 blue shift한 것을 볼 수 있었다. 이것은 As4를 제외한 같은 조건에서 성장된 양자 구조에서 양자링의 경우 양자점에 비해 그 높이가 낮음을 추측해 볼 수 있다. 양자 구조의 모양과 광학 특성의 관계를 밝히기 위해 추후 추가 측정 및 분석이 필요할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1999.11a
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• pp.29-32
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• 1999

$GaF_3$ films were directly grown on p' and p-type GaAs(100) substrates using a $SF_6$ plasma discharge system. GaAs MIS(Meta1-Insulator-Semiconductor) capacitor was successfully fabricated for about 1 hour at temperature $290^{\circ}C$ using the as-grown $GaF_3$ films. The as-grown films on p'-GaAs exhibited a current density of less than 6.68 $\times$ $1O^{-9}$ A/$cm^2$ at a breakdown field of 500kV/cm and a refractive index of 2.0 ~ 2.3 at a wavelength of 632.8 nm. The dielectric constant was about 5 derived from 1 MHz capacitance-voltage (C-V) measurements. Dielectric dispersion of the fluoridated films on p'-GaAs measured ranged from 100 Hz to 10 MHz was not observed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.133-133
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.6
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• pp.555-561
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• 1997

The passivation of n-GaAs(100) surface has investigated by photoreflectance(PR). The surface of the sample was treated with the 0.001 N solution Se/NH$_4$OH. After the surface treatment, the samples were annealed between 400 to $700^{\circ}C$ in a $N_2$atmosphere for 10 min. The intensity of PR signal and period of Franz-Deldysh oscillation(FKO) gradually decreased as the annealing temperature increased. The surface electric field(E$_{s}$) of the sample annealed at $600^{\circ}C$ is obtained 1.34$\times$10$^{5}$ V/cm. This value is 1.97 times less than that of unannealed sample. It has found that the passivation of surface occurred when the surface of the sample had been treated with Se/NH$_4$OH solution and annealed from 500 to $600^{\circ}C$. This result could be due to activation of elemental Se on the surface. It has also found that the elemental Se of the surface diffused about 100 $\AA$ into the bulk GaAs when Se-treated sample was annealed at $600^{\circ}C$.>.

• New & Renewable Energy
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• v.5 no.4
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• pp.34-37
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• 2009

Using six SMD(surface mount device) type AlGaAs/GaAs single junction solar cells connected in series, a power source was fabricated for a white GaN LED. The electrical properties of the power source was measured and analyzed under one sun (100mW/$cm^2$) and various indoor light (300 - 900 lux) conditions. Under 600 lux indoor light condition, output power was 17.06 ${\mu}W$ and it was 30.75 ${\mu}W$ under 900 lux indoor light condition. Using the fabricated solar cell power supply, we have turned on the white GaN LED. It was worked well under 15 ${\mu}W$(at 480 lux) power supplied from solar cell array. This kind of solar cell power supply can be used as a power source for ubiquitous sensor network (USN).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.4
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• pp.348-354
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• 1998

To investigate an influence of the thermal preheating for the substrates exerted on the heteroepilayers, the ZnTe epilayers are grown on the GaAs (100) at the substrate temperature of 450~$630^{\circ}C$ by hot wall epitaxy (HWE). For this purpose, double crystal rocking curve (DCRC) and photoluminescence (PL) are measured. The full width at half maximum of DCRC are the smallest in the ZnTe epilayers grown on the GaAs thermally etched at around both $510^{\circ}C$ and $590^{\circ}C$. However, at around $550^{\circ}C$ they increase due to the reconstruction of the atoms in the surface. And they increase due to the oxide layer at below $490^{\circ}C$ and due to the surface defects at above $610^{\circ}C$. From PL analysis, the full width at half maximum of the light hole exciton $X_{1s,th}$ and of the second-order Raman line increase at around $550^{\circ}C$. With the increasing preheating temperature, the intensities of Y-bands and of the oxygen bound exciton (OBE) peak related to an oxide layer on the GaAs surface generally decrease. From these experimental results, it's confirmed that the GaAs substrate thermally etched influences the ZnTe pilayers.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.4
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• pp.359-363
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• 1997

We have investigated the surface characteristics of n-GaAs (100) treated with Ar plasma (40 W, 5~120 sec) by photoreflectance (PR) measurement. With increasing Ar plasma treatment time, the intensity of $E_0$ peak observed to the minimum at 5 sec. The surface electric field ($E_0$), net carrier concentration ($N_P-N_A$), and surface state density ($Q_{SS}$ are $1.05{\times}10^5V/cm$ and $1.31{\tiems}10^{17}cm^{-3}$ and $1.64{\times}10^{-7}C/m^2$, respectively. These values were about 57.1, 81.4 and 56.9% smaller than those of bulk n-GaAs. On the other hand, the concentration of compensation centers ($N_A$) was maximum with value of $5.75{\times}10^{17}cm^{-3}$ at 5 sec. And penetration depth of defects generated after treated with Ar plasma was about 450 $\AA$ from surface.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.1
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• pp.94-102
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• 1994

x- 0.51인 GaxIn1-x-P 에피층을 저압 MOCVD 성장법으로 TEGa(triethylgallium) TmIn(trimethylindium)등의 MO(metalorganic) 원료와 PH3(phosphine)를 사용하여 GaAs(100) 기판위에 성장하였다. 성장조건에 의한 표면 morphology 결정결함 성분비 PL spectra 운반자 농도와 이동도 및 DLTS spectra와 같은 성장층의 특성을 관찰하였다, $650^{\circ}C$의 성장온도와 V/III비, 즉 TEGa와 TMIn 두 원료의 유량에 대한 PH3 의유량변화에 아무런 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. Ga0.51In0.49P에피층과 기판의 격자상수 차에 의한 격자 부정합 $\Delta$a /a0은 약 (3.7~8.9)x10-4 이었으며 실온과 5Kd서 에피층의 PL 피크 에너지는 각각 1.85eV와 1.9eV였다. 성장층의 운반자 농도와 이동도는 V/III 비에 따라 달라지 는데 그비가 120에서 220으로 증가함에 따라 농도는 1.8x1016cm-3에서 8.2x1016cm-3로 증가하였고 이동도 는 1010cm/V.sec에서 366cm/V.sec로 감소하였다.