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In0.49Ga0.51P/GaAs 이종접합 구조의 표면 광전압 특성 (Surface Photovoltage Characterization of In0.49Ga0.51P/GaAs Heterostructures)

  • 김정화;김인수;배인호
    • 한국진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.353-359
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    • 2010
  • Metal-organic chemical vapour deposition (MOCVD) 법으로 성장된 $In_{0.49}Ga_{0.51}P$/GaAs 이종접합 구조의 특성을 표면 광전압(surface photovoltage; SPV) 분광법으로 조사하였다. SPV 측정은 입사광의 세기, 변조 주파수, 온도의 함수로 수행하였다. 상온에서 시료의 띠간격 에너지(band gap energy)는 GaAs와 $In_{0.49}Ga_{0.51}P$는 각각 1.400 및 1.893 eV이었다. 광세기를 증가시킴에 따라 SPV 크기는 증가하는 반면에, 변조 주파수를 증가시킴에 따라 SPV 크기는 감소하였다. 그리고 SPV 스펙트럼의 온도 의존성으로부터 GaAs와 $In_{0.49}Ga_{0.51}P$의 띠간격 에너지의 변화를 Varshni 및 Bose-Einstein 표현에 의해 분석하였다.

단파장 응용을 위한 InGaP/GaAs HPT의 광특성 (Optical Characteristics of InGaP/GaAs HPT for Short-wavelength Applications)

  • 이상훈;박재홍;송정근;홍창희;김용규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.5-8
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    • 2000
  • This paper shows the high performance as a photodetector of InGaP/GaAs HPT with 3-terminal caused by its inherent good electrical properties compared with AIGaAs/GaAs HPT. InGaP/GaAs HPT produced the high optical gain of about 61 where HPT is biased at Vc=3V, Iв=2${\mu}\textrm{A}$ with an input optical power of 1.23㎼. This is 2.5 times higher than that of AIGaAs/GaAs HPT. And we examined that the optical gain of HPTs becomes larger when operating in 3-terminal configuration rather than 2-terminal with the floating base. for a given base current of 2${\mu}\textrm{A}$, the optical gain is enhanced about 18% in the InGaP/GaAs HPT and about 27% in the AIGaAs/GaAs HPT over that of the 2-terminal device.

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In0.5(Ga1-xAlx)0.5P/GaAs 이중 이종접합 구조의 Contactless Electroreflectance에 관한 연구 (Contactless Electroreflectance Spectroscopy of In0.5(Ga1-xAlx)0.5P/GaAs Double Heterostructures)

  • 김정화;조현준;배인호
    • 한국진공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.134-140
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    • 2010
  • Metal-organic chemical vapour deposition (MOCVD)법으로 성장된 $In_{0.5}(Ga_{1-x}Al_x)_{0.5}P$/GaAs 이중 이종접합 구조의 특성을 contactless electroreflectance (CER) 분광법으로 조사하였다. CER 측정은 변조전압($V_{ac}$), 온도 및 dc 바이어스 전압($V_{bias}$)의 함수로 수행하였다. 상온에서는 5개의 신호가 관측되었는데, 이 신호들은 각각 GaAs, $In_{0.5}Ga_{0.5}P$, $In_{0.5}(Ga_{0.73}Al_{0.27})_{0.5}P$, $In_{0.5}(Ga_{0.5}Al_{0.5})_{0.5}P$$In_{0.5}(Ga_{0.2}Al_{0.8})_{0.5}P$ 전이에 관련된 것이다. CER 스펙트럼의 온도 의존성으로부터 Varshni 계수 및 평탄인 자를 구하였다. 그리고 인가전압에 따른 신호의 진폭은 순방향 바이어스 전압 인가시 점차로 감소하나, 역방향 바이어스 전압 인가시에는 반대의 경향을 보였다.

AlGaAs/GaAs HBT의 열화분석과 InGaP ledge 에미터에 의한 신뢰도 개선 (Degradation analysis of AlGaAs/GaAs HBTs and improvement of reliability by using InGaP ledge emitter)

  • 최번재;김득영;송정근
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권7호
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    • pp.88-93
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    • 1998
  • For the self-aligned AlGaAs/GaAs HBTs, the surface states at the interface between the extrinsic base surface and the passivation nitride is a major cause of degradation of dc characteristics. In this paper the degradation mechanisms of self-aligned AlGaAs/GaAs HBT were analyzed, and GaAs HBTs, which employed an InGaP ledge emitter structure formed by the nonself-aligned process to cover the surface of the extrinsic base and reduce the surface states, produced high reliability. Accoridng to the acceleration lifetime test, the nonself-aligned InGaP/GaAs HBTs produced very reliable dc characteristics comparing with the self-aligned AlGaAs/GaAs HBTs. The activation energy was 1.97eV and MTTF $4.8{\times}10^{8}$ hrs at $140^{\circ}C$ which satisfied the MIL standard.

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평판형 고밀도 유도결합 B$Cl_3$ 플라즈마를 이용한 AlGaAs와 InGaP의 건식식각 (Dry Etching of AlGaAs and InGaP in a Planar Inductively Coupled B$Cl_3$ Plasma)

  • 백인규;임완태;유승열;이제원;전민현;박원욱;조관식
    • 한국표면공학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.334-338
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    • 2003
  • $BCl_3$고밀도 평판형 유도결합 플라즈마(High Density Planar Inductively Coupled Plasma)를 이용하여 AlGaAs와 InGaP의 건식식각에 대하여 연구하였다. 본 실험에서는 ICP 소스파워(0∼500 W), RIE 척 파워(0-150 W), 공정압력(5∼15 mTorr)의 변화에 따른 AlGaAs와 InGaP의 식각률, 식각단면 그리고 표면 거칠기 등을 분석 하였다. 또, 공정 중 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 in-situ로 플라즈마를 관찰하였다. $BCl_3$ 유도결합 플라즈마를 이용한 AlGaAs의 식각결과는 우수한 수직측벽도와(>87$^{\circ}$) 깨끗하고 평탄한 표면(RMS roughness = 0.57 nm)을 얻을 수 있었다. 반면, InGaP의 경우에는 식각 후 표면이 다소 거칠어진 것을 확인할 수 있었다. 모든 공정조건에서 AlGaAs의 식각률이 InGaP보다 더 높았다. 이는 $BCl_3$ 유도결합 플라즈마를 이용하여 InGaP을 식각하는 동안 $InCl_{x}$ 라는 휘발성이 낮은 식각부산물이 형성되어 나타난 결과이다. ICP 소스파워와 RIE 척파워가 증가하면 AlGaAs와 InGaP모두 식각률이 증가하였지만, 공정압력의 증가는 식각률의 감소를 가져왔다. 그리고 OES peak세기는 공정압력과 ICP 소스파워의 변화에 따라서는 크게 변화하였지만 RIE 척파워에 따라서는 거의 영향을 받지 않았다.

고속직접변조를 위한 1.55.$\mu$. InGaAsP/InGaAsP SL-MQW DFB-LD의 양자우물구조의 최적화 (Optimization of multiple-quantum-well structures in 1.55.$\mu$ InGaAsP/InGaAsP SL-MQW DFB-LD for high-speed direct modulation)

  • 심종인;한백형
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권3호
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    • pp.60-73
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    • 1997
  • By introducing a compressive-strained quanternary InGaAsP quantum-wells instead of a conventional ternary InGaAs quantum-wells in 1.55.mu.m DFB-LD, the lasing performances canb e improved and the problems caused by the thickness non-uniformity and the compositional abruptness among the hetero-interpaces canb e relaxed. In this paper, we investigated an iptimum InGaAsP/InGaAsP multiple-quantum-well(MQW) structure as an active layer in a direct-modulated 1.55.mu. DFB-LD from the view point of threshold current, chirping charcteristics, and resonance frequency. The optimum compressive-strained MQW structure was revealed as InGaAsP/InGaAsP structure with strain amount of about 1.2%, number of wells $N_{w}$ of 7, well width $L_{w}$ of 58.agns.. The threshold current density J of 500A/c $m^{2}$, the linewidth enhancement factor a of 1.8, and differential resonance frequency of d $f_{r}$/d(I-I)$^{1}$2/=2GHz/(mA)$^{1}$2/(atI=2 $I_{th}$) were expected in 1.55.mu.m .gamma./4-shifted DFB-LD with the cavity length of 400.mu.m long and kL value of 1.25. These values are considerably improved ones compared to those of 1.55um DFB-LD with InGaAs/InGaAsP MQW which have enhancement factor and the resonance frequence frequency by the detuning of lasing wavelength and gain-peak wavelength. It was found that the linewidth enhancement factor of 20% and differential resonance frequency of 35% without the degradation of the threshold current density could be enhanced in the range of -15nm~-20nm detuning which can be realized by controlling the thickness and Incomposition of InGaAsP well. well.and Incomposition of InGaAsP well. well.

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GaAs기판의 orientation에 따른 InGaP/InAlGaP 이종접합 태양전지의 소자 특성에 대한 연구

  • 김정환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.333-333
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    • 2016
  • 현재까지 가장 높은 광전류 변환 효율을 나타내는 III-V 화합물 반도체의 다중접합 태양전지 대신 이보다 단순한 에피구조를 가진 단일셀 이종접합구조의 태양전지를 제안하였다. 이를 한국나노 기술원에서 MOCVD(Metalorganic Vapour Phase Epitaxy) 장비를 이용하여 에피구조를 성장하고 태양 전지를 제작해 그 특성을 조사하였다. 태양 전지는 서로 다른 orientation의 두 GaAs 기판에 각각 동일한 에피 구조로 성장되었다. GaAs 기판은 Si 도핑된 n-type 기판으로 (100) 표면이 <111>A 방향으로 2도 off 된 웨이퍼와 10도 off 된 웨이퍼가 사용되었다. 연구에서 시뮬레이션에 사용된 태양전지의 에피 구조는 맨 위 p-GaAs (p-contact 층), p-InAlP, p-InGaP의 광흡수층과 N-InAlGaP 층과 아래의 n-InAlP와 n-GaAs의 n-contact층으로 이루어져있다.태양전지는 $5mm{\times}5mm$의 면적을 가지고 있다. 그림 1은 전류-전압의 측정된 결과를 나타낸 그래프이다. 태양전지는 1 sun 조건하에서 probe를 이용해 측정되었다. 2도 off GaAs 기판 위에 성장시킨 태양전지에서는 3.7mA의 단락전류값이, 10도$^{\circ}$ off 인 샘플에서는 4.7mA의 단락전류값이 측정되었다. 반면에 전류-전압곡선으로부터 얻은 10도 off 인 태양전지의 직렬 저항값은 2도 off 인 태양전지의 약4배 정도로 나타났다. 이는 기판의 결정방향에 따라 태양전지의 내부 전하 transport에 차이가 있음을 나타낸다. TLM (Transmission Line Model) 방법에 의한 p-contact의 ohmic저항 측정에서도 이와 일치하는 결과를 얻었다.

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Top-GaP 상부에 나노 크기의 Roughness 처리에 의한 AlGaInP 고휘도 LED의 휘도 향상 (Improvement of Brightness for AlGaInP High-brightness LEDs with Nano-scale Roughness on Top-GaP Surface)

  • 소순진;하헌성;박춘배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.68-72
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    • 2008
  • AlGaInP high-brightness LEDs(HB-LEDs) have gained importance a variety of application operating in the red, orange, yellow and yellow-green wavelength. The light generated from inside LED chips should be emitted to the air through the surfaces of the chips. However, because of the differences between the semiconductor and air or epoxy's refractive index, some of the light was blocked so that caused lowering external quantum efficiency. In this study, nano-scale roughness on the top-GaP layer of AlGaInP epitaxial wafer was fabricated to improve' the brightness of AlGaInP LEDs. Nano-scale roughness was made by ICP dry etcher. Our AlGaInP LEDs with nano-scale roughness has higher brightness (about 28.5 %) than standard AlGaInP LEDs.

AlGaP2 반도체내와 표면의 Mn에 대한 제일원리 해석 (A First Principles Study of Mn on AlGaP2 Semiconductor Surface)

  • 강병섭
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.12-17
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    • 2021
  • The electronic and magnetic properties for Mn-adsorbed on the chalcopyrite (CH) AlGaP2 semiconductor are investigated by using first-principles FPLMTO method. The clean CH-AlGaP2 without adsorbed Mn is a p-type semiconductor with a direct band-gap. The Mn-adsorbed CH-AlGaP2 exhibits the ferromagnetic state. It is more energetically stable than the other magnetic ones. The interstitial site on P-terminated surface is more energetically favorable one than the Al/Ga-terminated surface, or the other adsorbing sites. In the case of Mn-adsorbed Al/Ga-terminated surface, it is induced a strong coupling between Mn-3d and neighboring P-3p electrons. The holes of partially unoccupied minority Mn-3d state and majority (or minority) Al-3p or P-3p state are induced. Thus a high magnetic moment of Mn is sustained by holes-mediated double-exchange coupling. It is noticeable that the semiconducting and half-metallic characteristics of CH-AlGaP2:Mn thin film is disappeared.

상시불통형 p-AlGaN-게이트 질화갈륨 이종접합 트랜지스터의 게이트 전압 열화 시험 (Reliability Assessment of Normally-off p-AlGaN-gate GaN HEMTs with Gate-bias Stress)

  • 금동민;김형탁
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.205-208
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    • 2018
  • 본 연구에서는 상시불통형 p-AlGaN-게이트 질화갈륨(GaN) 이종접합 트랜지스터의 신뢰성 평가를 위한 가속열화 시험 조건을 수립하기 위해 게이트 전압 열화 시험을 진행하였다. 상시불통형 트랜지스터의 동작 조건을 고려하여 기존 상시도통형 쇼트키-게이트 소자평가에 사용되는 게이트 역전압 시험과 더불어 순전압 시험을 수행하여 열화특성을 분석하였다. 기존 상시도통형 소자와 달리 상시불통형 소자에서는 게이트 역전압 시험에 의한 열화는 관찰되지 않은 반면, 게이트 순전압 시험에서 심한 열화가 관찰되었다. 상시불통형 질화갈륨 전력 반도체 소자의 신뢰성 평가에 게이트 순전압 열화 시험이 포함되어야 함을 제안한다.