• 제목/요약/키워드: Homoepitaxial layer

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Si(111)표면 위에서 Si의 동종층상성장에 관한 연구 (The Study of Si homoepitaxial growth on Si(111) Surface)

  • 곽호원;문병연
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.349-354
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    • 2004
  • The growth mode of the Si layers which were grown on Si(111) by using Ag as surfactant were investigated by intensity oscillations of the RHEED specular spot at the different temperatures. we found that the introduction of Ag as the surfactant alters the growth mode from a three-dimensional clustering mechanism to a two-dimensional layer-by-layer growth. In the growth of Si layers on Si(111) with a surfactant Ag, At $450^{\circ}C$, RHEED intensity oscillation was very stable and periodic from early stage of deposition to 32 ML. RHEED patterns during homoepitaxial growth at $450^{\circ}C$ was changed from $7{\times}7$ structure into ${\sqrt{3}}{\times}{\sqrt{3}}$ structures. Since the ${\sqrt{3}}{\times}{\sqrt{3}}$ structure include no stacking fault, the stacking fault layer seems to be reconstructed into normal stacking one at transition from the $7{\times}7$ structure to a ${\sqrt{3}}{\times}{\sqrt{3}}$ one. We also found that the number of the intensity oscillation of the specular spot for Si growth with a surfactant Ag was more than for Si growth without a surfactant. This result may be explained that the activation energy decrease for the surface diffusion of Si atoms due to segregation of the surfactant toward the growing surface.

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Homoopitaxial Growth on Ni(110) Surface

  • Kahng, S.J.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.138-138
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    • 2000
  • Kinetic behaviors of homoepitaxial growth on Ni(110) surface was studied at the growth-temperature ranges 290~380 K with scanning tunneling microscopy. At low temperature (~290 K), deposited Ni grows layer-by-layer mode in the first several layers with one-dimensional islands but eventually (at > monolayers) forms three-dimensional islands througy the kinetic shortening of the average length of one-dimensional islands. At the intermediat temperature (~340 K), the three-dimensional islands were observed to be I) regular mesa-like structure with high aspect ratio (~1:10) at ~15 monolayer, ii) hut-like structure with low aspect ratio (~1:1.5) at ~35 monolayer, and iii) rounded mound structure at ~55 monolayers, due to the competition of kinetic and energetic terms. At the high temperature (~ 380 K), the flat surface with layer-by-layer mode was observed up to 50 monolayers. Microscopic orgins for the observations will be discussed on the basis of kinetic Monte Carlo simulations.

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Nucleation Layer의 표면 거칠기가 GaAs 기판 위에 성장된 InP 에피층의 품질에 미치는 영향 (Effects of Nucleation Layer's Surface Roughness on the Quality of InP Epitaxial Layer Grown on GaAs Substrates)

  • 유충현
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권8호
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    • pp.575-579
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    • 2012
  • Heteroepitaxial InP films have been grown on GaAs substrates to study the effects of the nucleation layer's surface roughness on the epitaxial layer's quality. For this, InP nucleation layers were grown at $400^{\circ}C$ with various ethyldimethylindium (EDMIn) flow rates and durations of growth, annealed at $6200^{\circ}C$ for 10 minutes and then InP epitaxial layers were grown at $550^{\circ}C$. It has been found that the nucleation layer's surface roughness is a critical factor on the epitaxial layer's quality. When a nucleation layer is grown with an EDMIn flow rate of 2.3 ${\mu}mole/min$ for 12 minutes, the surface roughness of the nucleation layer is minimum and the successively grown epitaxial layer's qualities are comparable to those of the homoepitaxial InP layers reported. The minimum full width at half maximum of InP (200) x-ray diffraction peak and that of near-band-edge peak from a 4.4 K photoluminescence are 60 arcmin and 6.33 meV, respectively.

실리콘 기판위에 분자선속법으로 생장한 GaAs 에피층 (Molecular Beam Epitaxial Growth of GaAs on Silicon Substrate)

  • 이동선;우덕하;김대욱;우종천
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.82-91
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    • 1991
  • 분자선속 방법으로 실리콘 기판위에 GaAs의 에피층을 생장하고, 이를 분석한 결과를 보고한다. 두 종류의 실리콘 기판에 생장 조건을 다르게 한 시료를 준비하고, SEM, TEM, X-ray회절, PL, Hall 등의 방법으로 분석하였다. 결정면에서 약간 기울여 절삭한 기판에 이단계 성장법으로 성장한 에피층이 보다 좋은 결정 구조를 갖으며, multi-quantum well buffer layer를 삽입하는 것이 stress 해소 등에 도움이 된다. 또 GaAs 에피층은 저절로 실리콘으로 doping이 되는데, exciton bound 에너지 준위를 통한 radiative recombination은 homoepitaxial GaAs 에피층보다 잘 일어나지 않는 것으로 관측되었다.

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Chloride VPE 법에 의한 메사 구조위에 InP 전류 차단막의 선택적 재성장 (Selective regrowth of InP current blocking layer by chloride vapor phase epitaxy on mesa structures)

  • 장영근;김현수;최훈상;오대곤;최인훈
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3A호
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    • pp.207-212
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    • 1999
  • Undoped InP epilayers with high purity were grown by using $In/PCl_3/H_2$ chloride vapor phase epitaxy. It was found that the growth of InP homoepitaxial layer is optimized at the growth temperature of $630^{\circ}C$ and at the $PCl_3$ molar fraction of $1.2\times10^{-2}$. The carrier concentration of InP epilayer was less than $10^{14} {cm}^{-3}$ from the low temperature (11K) photoluminescence measurement. Growth behavior of undoped InP current blocking layer on reactive ion-etched (RIE) mesas has been investigated for the realization of 1.55 $\mu \textrm m$buried-heterostructure laser diode (BH LD), using chloride vapor phase epitaxy. On the base of InP homoepitaxy, InP current blocking layers were grown at the growth temperatures ranging from $620^{\circ}C$ to $640^{\circ}C$. Almost planar grown surfaces without edge overgrowth were achieved as the growth temperature increased. It implied that higher temperature enhanced the surface diffusion of the growth species on the {111} B planes and suppressed edge overgrowth.

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EFG 법으로 성장시킨 β-Ga2O3 단결정의 다양한 결정면, off-angle에 따른 epitaxial layer의 특성 분석 (Characterization of epitaxial layers on beta-gallium oxide single crystals grown by EFG method as a function of different crystal faces and off-angle)

  • 채민지;서선영;장희연;신소민;김대욱;김윤진;박미선;정광희;강진기;이해용;이원재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.109-116
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    • 2024
  • β-Ga2O3는 4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 항복전압으로 전력 소자 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있는 대표적인 UWBG(Ultra-wide Band-gap) 반도체이다. 또한 용액 성장이 가능하기 때문에 SiC, GaN에 비해 성장 속도가 빠르고 생산 비용이 저렴하다는 장점이 있다[1,2]. 본 연구에서는 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 법을 통해 Si 도핑 된 β-Ga2O3 단결정을 성장시키는 데에 성공하였다. 성장 방향과 성장 주 면은 각각 [010] / (001)로 설정하였으며 성장속도는 7~20 mm/h이다. 성장시킨 β-Ga2O3 단결정은 다양한 결정 면 방향(001, 100, ${\bar{2}}01$)과 off-angle(1o, 3o, 4o)에 따라 절단하여 표면 가공을 진행하였고, 가공 후 HVPE(Halide vapor phase epitaxy) 법을 이용해 epi-ready 기판 위에 homoepitaxial 층을 성장시켰다. 가공 후의 샘플과 epi-layer를 성장시킨 샘플을 XRD, AFM, OM, Etching 등의 분석을 통해 결정면과 off-angle에 따른 표면 특성을 비교하였다.

Si(111) Homoepitaxial성장에서 중간금속이 미치는 영향 (Influence of Surfactants(Ag, Sn) in Si/Si(111) Homoepitaxial Growth)

  • 곽호원;이의완;박동수;곽이상;이충화;김학봉;이운환
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.230-236
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    • 1993
  • Si(111) 표면위에 Si을 homepitaxial 성장시킬때 중간 금속인 Ag, Sn등을 흡착시키지 않을 경우와 흡착시킬 경우 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction)상의 경면반사점(specular spot)강도의 주기적 변화를 관찰함으로써 두 경우의 Si결정성장 과정의 차이점을 관찰하였다. 중간금속을 흡착하지 않을 경우 성장 초기에는 흡착Si원자가 Si(111) $7{\times}7 $구조의 Stacking Fault층을 먼저 채우고난 후 정상적인 충상성장을 하기 때문에 성장초기에는 불규칙적인 진동을 나타내다가 약 6ML정도부터 주기적인 진동으로 바뀜이 관찰되었다. 그러나, 중간금속인 Ag, Sn을 Si(111)위에 1ML흡착시키면 Ag의 경우 300~$600^{\circ}C$, Sn의 경우 190~$860^{\circ}C$의 시료온도에서 표면구조가 ${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조로 바뀜이 RHEED상으로 관찰되었다. 그리고 난 후에 Si을 흡착시킬 경우 RHEED 상의 경면반사점 강도는 초기부터 주기적일 변화를 가짐이 관찰되었으며${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조는 변함이 없었다. 또한 보다 낮은 시료 온도에서 많은 진동이 관찰되었다. 이는 중간금속이 성장표면쪽으로 편석하면서 흡착원자 Si의 표면확산에 대한 활성호 에너지를 감소시켜 주기 때문이라 생각된다.

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