• 한국진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.461-467
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• 2011

사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 구성하는 네 가지 이원화합물 반도체 GaAs, GaSb, InAs, InSb의 최고 가전자띠 준위와 최저 전도띠 준위를 밀접결합방법에 근거한 해석적 근사법으로 계산하였다. 이들을 이종 접합시켰을 때 경계면에서의 밴드정렬상태를 구한 결과, GaAs/InAs와 GaAs/InSb, GaSb/InSb는 제 I형, GaAs/GaSb는 제 II형, GaSb/InAs, InSb/InAs는 제III형의 밴드 정렬 형태를 갖는다는 것을 알 수 있었다. 또한 범용적 밀접결합을 이용하여 사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$의 성분비 x와 y에 따른 최고 가전자 띠와 최저 전도 띠 준위변화를 구하였다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 GaSb와 InAs 격자 정합시켜 경계면에서의 밴드정렬상태를 구해 본 결과 성분비에 따라 제 II형과 제 III형 사이의 밴드정렬형태의 전이가 일어남을 알 수 있었다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 GaSb에 격자 정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 III형 밴드정렬이었던 것이 $x{\geq}0.81$에서는 제 II형의 밴드정렬 상태로 전이되며, 이와 반대로 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 InAs에 격자정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 II형 밴드 정렬이 $x{\geq}0.81$에서 제 III형 밴드정렬로 전이됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.166-166
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• 2010

산업 전반에 걸쳐 중요한 광원인 808 nm 대역의 레이저 다이오드 제작에는 현재 InGaAsP/InGaP/GaAs 및 InGaAlAs/GaAs 양자우물을 이용하여 제작되고 있다. 이는 양자우물과 이를 둘러싸는 장벽물질간의 band-offset이 적어 효율적인 고출력 레이저 다이오드의 제작에 어려움이 있기 때문에 강한 캐리어 구속 효과를 지니는 양자점을 사용하는 것이 고출력 레이저 다이오드를 제작할 수 있는 방법이다. 실험에 사용된 InAlAs 양자점은 Riber사의 compact21 MBE 장치를 사용하여 성장하였으며 GaAs기판을 610도에서 가열하여 표면의 산화층을 제거하고 580도에서 약 100 nm 두께의 GaAs 버퍼층 및 30 nm 두께의 $Al_{0.4}Ga_{0.6}As$층을 성장하였다. GaAs 기판의 온도를 내린 후 migration enhanced epitaxy 방법을 사용하여 InAs 및 AlAs를 번갈아 주입하여 성장하였다. InAlAs 양자점의 성장 중에 InAlAs의 양, 성장 온도, As flux량 및 As 분자 상태 변화 등 다양한 조건을 변화 시켜 샘플을 성장시켰다. 그 결과 기판 온도가 600도이며 As4 flux가 $1\;{\times}\;10^{-6}\;Torr$ 조건하에서 성장한 InAlAs/AlGaAs 양자점이 양질의 808 nm의 파장 대역을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.162-167
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• 2013

이종 p-InGaP/N-InAlGaP 접합 화합물 반도체 태양전지의 에피 구조를 제안하였다. 제안된 이종접합구조와 p-InGaP/p-GaAs/N-InAlGaP와 동종 p-InGaP/n-InGaP 접합구조 태양전지의 전류-전압 특성곡선을 시뮬레이션하고 결과를 비교분석하였다. 이종 p-InGaP/N-InAlGaP 접합구조에서 가장 높은 최대출력과 곡선인자(fill factor)를 나타내는 시뮬레이션 결과를 얻었으며 이를 바탕으로 제안된 이종접합 에피구조를 최적화하였다.

• 한국진공학회지
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• 제18권4호
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• pp.288-295
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• 2009

본 논문은 확산펌프 기반의 축전 결합형 $BCl_3$ 플라즈마를 사용하여 GaAs와 AlGaAs를 건식 식각한 연구에 관한 것이다. 실험에서 사용한 압력 범위는 $50{\sim}180$ mTorr, CCP 파워는 $50{\sim}200\;W$, $BCl_3$ 가스 유량은 $2.5{\sim}10$ sccm 이었다. 식각 후에 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도와 표면 거칠기분석은 표면 단차 측정기를 이용하여 하였다. GaAs의 식각 벽면과 표면 상태는 전자현미경으로 분석하였다. 식각 중 플라즈마의 광 특성 분석은 광학 발광 분석기를 이용하였다. 본 실험을 통하여 5 sccm의 소량의 $BCl_3$ 가스 유량으로 공정 압력이 130 mTorr이내인 경우에는, 100 W CCP 파워의 조건에서 GaAs는 약 $0.25{\mu}m$/min 이상의 우수한 식각 속도를 얻을 수 있었다. AlGaAs의 경우는 GaAs의 식각 속도보다 조금 낮았다. 그러나 같은 유량에서 공정압력이 180 mTorr로 높아지면 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도가 급격히 감소하여 거의 식각되지 않는 것을 알 수 있었다. 또한 CCP 파워의 경우에는 50 W의 파워에서는 GaAs와 AlGaAs 모두 거의 식각되지 않았다. 그러나 $100{\sim}200\;W$의 조건에서는 $0.3{\mu}m$/min 이상의 높은 식각 속도를 주었다. 두 결과를 보았을 때 축전결합형 $BCl_3$ 플라즈마 식각에서 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도는 CCP 파워가 $100{\sim}200\;W$ 범위에 있으면 그 값에 비례하지 않고 거의 일정한 값이 된다는 사실을 알았다. 75mTorr, 100 W의 CCP 파워 조건에서 $BCl_3$의 유량 변화에 따른 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도의 경우, $BCl_3$의 유량이 2.5 sccm의 소량일 때는 GaAs는 식각 속도가 높았지만 AlGaAs는 거의 식각되지 않는 흥미로운 결과를 얻었다. 플라즈마 발광 특성을 보면 $BCl_3$ 축전 결합 플라즈마는 주로 $500{\sim}700\;mm$ 범위를 가지는 넓은 분자 피크만 만든다는 것을 알 수 있었다. 전자 현미경 사진 결과에서는 5 sccm과 10 sccm의 $BCl_3$ 플라즈마 모두 식각 중에 GaAs의 벽면을 언더컷팅 하였으며, 10 sccm의 $BCl_3$유량을 사용하였을 때 언더컷팅이 더 심했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1202-1208
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• 1988

n-AIGaAs/GaAs 계면에서의 2 차원 전자가스(2DEG)의 밀도와 전자상태를 각각 고전역학적인 방법과 양자역학적인 방법으로 계산하였다. Spacer두께와 AIGaAs층의 도핑농도가 2DEG 밀도에 주는 영향과 온도와 GaAs층의 불순물 농도가 전자상태에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2012

본 연구에서는 InGaAs을 이용한 테라헤르쯔(THz) 발생과 검출 특성을 GaAs에 의한 특성과 비교, 조사하였다. 고온성장(HTG, $530^{\circ}C$) InGaAs를 이용하여 photo-Dember (pD) 효과(표면방출)에 의한 THz 발생 특성을 조사하였으며, THz 검출 특성에는 저온성장(LTG, $530^{\circ}C$) InGaAs: Be을 이용하였다. HTG-InGaAs 기판 위에 패턴한 금속전극 (Ti/Au, ${\sim}500{\times}500{\mu}m$)의 가장자리에 Ti: Sapphire fs 펄스 레이저(30 ps/90 MHz)를 조사하여 LTG-GaAs 수신기(Rx)로 THz를 검출, 전류신호(a)와 Fourier transform (FT) 주파수 스펙트럼(b)을 얻었다. HTG-InGaAs에서 얻은 파형은 SI-GaAs에서와 거의 비슷한 모양이었으나, 주파수 범위(0.5~2 THz)는 SI-GaAs의 1~3 THz 보다 좁고 FT 스펙트럼의 세기는 약 1/8 정도로 낮았다. LTG-InGaAs 수신기 (Rx)의 안테나는 쌍극자 ($5/20{\mu}m$) 형태를 가지고 있으며, SI-GaAs Tx로 발생시킨 광원을 사용하여 THz 영역의 검출 특성을 조사하였다. HTG-InGaAs Tx 및 LTG-InGaAs Rx의 이득은 각각 약 $5{\times}10^{-8}$ A/W과 $2.5{\times}10^{-8}$ A/W인 것으로 분석되었다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1321-1323
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• 1998

We investigated drain leakage current in GaAs power MESFET. The device we studied by 20 simulation has a $1000{\AA}$ thick AlGaAs buffer layer under n-GaAs active layer. The calculation shows that the leakage current through GaAs substrate is significantly reduced by the buffer layer.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.10-12
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• 1996

AlGaAs/GaAs Heterojunotion Bipolar Transistors (HBTs) with various emitter areas were fabricated and the device size dependence on the current gain was examined. With the different emitter areas, the passivated devices having the same peripheral length were fabricated and measured. The measured base current density in the Gummel plots shows an ideality factor of nearly 2. It is found that as the emitter area becomes small, the base current density with the ideality factor of 2 increases linearly, and as the emitter perimeter/area ratio becomes large, the surface recombination current density component increases. The current gain performance in AlGaAs/GaAs HBTs is mainly determined by either the larger emitter area or the smaller ratio of the emitter perimeter to the emitter area. These results will be compared with experimental works for GaInP/GaAs HBTs