• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.146-147
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• 2012

InP 기판위에 자발성장법으로 성장된 InAs 양자점은 $1.55{\mu}m$ 영역에서 발진하는 양자점 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기를 제작할 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 광통신 대역의 $1.55{\mu}m$ 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기 분야에서 InAs/InP 양자점이 많은 관심을 받고 있으나, InAs/GaAs 양자점에 비해 제작이 어려운 단점을 가지고 있다. InAs/InP 양자점은 InAs/GaAs 양자점에 비해 격자 불일치가 작아 양자점의 크기가 크고 특히 As 계 박막과 P 계박막의 계면에서 V 족 원소 교환 반응으로 계면 특성 저하가 발생하여 성장이 까다롭다. As 과 P 간의 교환반응은 성장온도와 V/III 에 의해 크게 영향을 받는 것으로 보고되었다. 그러나, P계 InGaAsP 박막 위에 InAs 성장 시 발생하는 As/P 교환반응에 대한 연구는 매우 적다. 본 연구에서는 InGaAsP 박막 위에 InAs 양자점 성장 시 GI (growth interruption)에 의한 As/P 교환반응이 InAs 양자점의 형상 및 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 시료는 수직형 저압 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD)를 이용하여 $520^{\circ}C$의 온도에서 성장하였다. 그림1(a) 구조의 양자점은 InP (100) 기판위에 InP buffer layer를 성장한 후 InP와 격자상수가 일치하는 $1.1{\mu}m$ 파장의 InGaAsP barrier를 50 nm 성장하였다. 그 후 As 분위기 하에서 다양한 GI 시간을 주었고 그 위에 InAs 양자점을 성장하였다. 양자점 성장 후 InGaAsP barrier를 50 nm, InP capping layer를 50 nm 성장하였다. AFM측정을 위해 InP capping layer 위에 동일한 GI 조건의 InAs/InGaAsP 양자점을 성장하였고 양자점 성장 후 As분위기 하에 온도를 내려주었다. 그림1(b) 구조의 양자점은 그림1(a) 와 모든 조건은 동일하나 InAs 양자점과 InGaAsP barrier 사이에 GaAs 2ML를 삽입한 구조이다. 양자점 형상 특성 평가는 Atomic force microscopy를 이용하였으며, 광특성 분석은 Photoluminescence를 이용하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제30권3호
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• pp.206-214
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• 1993

Coherent precipitation of Zn3P2 during Zn diffusion in a GaInAsP/InP heterostructure was studied using high-resolution transmission electron microscopy. Zn-diffusion-induced intermixing of Ga and In across the GaInAsP/InP heterointerface provided a Ga-mixed InP region which was nearly lattice-matched with Zn3P2 crystal and thus allowed thecoherent precipitation of Zn3P2. The Zn3P2 precipitates were preferentially nucleated at stacking faults which were formed to relax interfacial strain built up by the intermixing. The precipitates were grown to planar epitaxial layer along (100) plane in the lattice-matched region. The TEM images and diffraction pettern revealed that the tetragonal Zn3P2 crystals were coherently matched to the fcc structured GaInP matrix by the {{{{ SQRT {2} $\times$ SQRT {2} $\times$2 }} arrangement. The precipitation reaction of Zn3P2 was explained by an atomic migration model based on the kick-out mechanism.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1656-1662
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• 1988

Auger depth profiles of various In Ga As P/In P heterojunctions grown by liquid phase epitaxial techniques under different growth conditions such as diffusion temperature, diffusion time and dopants, have been obtained. The surface contaminations of In Ga As have been investigated. We found that the samples with Zn diffusion exhibit significant interface grading phenomena including In depletion, Ga richness and P richness at the In Ga As P/In P interface, and In outdiffusion at the surface. The main surface contamination was found to be due to carbon and oxygen species. It can be suggested that Zn gettering takes a major role in such phenomena as interface grading, in depletion, and Ga and P richness at the interface.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제8권3호
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• pp.115-120
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• 2007

Reliability between passivated and unpassivated process with the base-exposed InGaP/GaAs HBTs was studied. A passivation of HBT was attempted by $SiO_2$ thin film deposition at $300^{\circ}C$ by means of PECVD. Base-exposed InGaP/GaAs HBTs before and after passivation were investigated and compared in terms of DC and RF performance. Over a total period of 30 days, passivated HBTs show only 2% degradation of DC current gain for the high current density of $40KA/cm^2$. The measured thermal resistance of $2{\times}30{\mu}m^2$ single emitter InGaP/GaAs HBT passivated with PECVD $SiO_2$ devices can be extracted and was founded to be 1430 K/W. The estimated MTTF was $2{\times}10^7hr\;at\;T_j=125^{\circ}C$ with an activation energy $(E_a)$ of 1.37 eV.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.89-90
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• 2010

최근 우리는 InGaAs 위에 성장한 InAs 양자점에 GaAs를 얇게 덮음으로써 양자고리를 성장하고, 그 광학적 특성을 분석하였다. [1] 이번 연구에서는 이 양자고리 구조의 전자 구조 및 광학적 특성을 전산모사를 통해 계산하였고, GaAs가 구조의 응력, 압전 포텐셜 및 light-hole 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 이론적인 분석을 위해, valence force field 방법을 이용하여 이종 물질간의 격자상수 차이에 의한 격자 변형 및 압전 포텐셜의 변화를 계산하였고, 양자고리 내 전자의 양자화 에너지 및 파동함수를 k p 방법을 통해 얻을 수 있었다. 또한 광학적인 특성 등의 다체 효과를 예측하기 위해 configuration interaction 방법을 사용하였다. 이 연구에서 우리는, GaAs가 InAs에 강한 압축 응력을 가할 것이라는 일반적인 예측과 달리, InGaAs 매트릭스 안에서는 격자상수가 작은 GaAs가 InAs 양자고리에 효과적인 압축 응력을 가할 수 없음을 보였다. 특히 GaAs 층의 두께가 얇을 경우, InGaAs 매트릭스에 의해 인장 응력을 받는 GaAs가 InAs의 응력을 해소하기 충분한 공간을 제공하여, 오히려 InAs의 압축 응력을 약화시키는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 응력 분포가 단순한 양자우물 등의 2차원 구조와 달리, 응력 분포가 복잡한 3차원 나노 구조에서는 단순히 격자상수만으로 파장 변화 경향을 예측할 수 없음을 나타낸다. 또한 우리는, GaAs의 큰 negative 이방 응력과 InAs의 작은 positive 이방 응력에 의해 전자와 heavy-hole은 InAs에, light-hole은 GaAs에 구속됨을 보였다. 즉, InAs보다 밴드갭이 큰 GaAs가 전자와 heavy-hole에 대해서는 강한 포텐셜 배리어로 작용하지만 light-hole에 대해서는 포텐셜 우물로 작용하는, 반 우물-반 배리어 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이로 인해 GaAs가 있는 양자고리의 light-hole 분율이 GaAs가 없을 경우에 비해 2배에서 8배가량 증가함을 보일 수 있었다. 비슷한 특성이 hole에 대해서는 InP나 InGaAsP 위에 성장한 GaAs 층에서 보고된 바가 있으나, 전자는 InAs로, hole은 GaAs로 분리할 수 있는 3차원 나노 구조에 대한 연구는 이 연구가 처음이다. [2]

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.104-111
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• 1998

저압 MOCVD 방법을 이용하여 InGaAs/InP 양자우물구조를 성장하였다. 성장 정지 시간에 따른 photoluminescence특성의 변화를 통하여 계면구조를 분석하였다. InP표면을 $PH_3$ 분위기로, InGaAs표면을 $AsH_3$분위기로 유지하며 성장을 정지하는 경우에는 성장 정지 시간이 길어짐에 따라 불순물 유입에 의한 것으로 생각되는 PL반가폭의 증가를 관찰하였다. InP표면에 AsH3을 공급하는 경우에는 As-P교환에 의해 우물층 두께가 증가하여 PL피크가 저에너지로 이동하였고, 반가폭의 변화는 크지 않았다. 계면 양자우물구조를 형성하여 As-P 교환작용에 대해 조사하였고, 1-2monolayer가 InAs유효두께로 계산되었다. InGaAs 표면에 $PH_3$을 공급한 결과, PL피크가 고에너지로 이동하는 것을 관찰하였고 동시에 반가폭도 증가 하였다. 이는 메모리 효과에 의해 InP층으로 As침투를 억제하고, InGaAs표면에서의 국부적 인 As-P교환에 의한 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.400-405
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• 2000

유기금속 소스의 농도를 연속적으로 in-situ 측정이 가능한 EPISON ultrasonic monitor를 이용하여 TMIn(trimethly-indium)의 소스 고갈이 InGaAs, InGaAsP bulk 에피층과 1.55 $mu extrm{m}$ InGaAs/InGaAsP SMQW (strained multi-quantum well)에 미치는 영향을 조사하였다. TMIn 소스는 사용량이 80%에서 급격하게 소스 고갈 현상을 보였다. TMIn 소스는 사용량이 80%에서 급격하게 소스 고갈 현상을 보였다. TMIn 소스 고갈에 의한 에피층의 특성 변화를 조사한 결과, bulk 에피층의 경우에는 소스가 고갈 되기 전에 성장한 에피층과 비교하여 DCXRD(double crystal X-ray diffractometry) spectrum에서 피크 분리가 약 300 arcsec정도 Ga-rich 방향으로 이동하였으며 relative FWHM은 약 2배 가량 증가하는 것을 보였다. SMQW 구조에서는 bulk 에피층과는 달리, PL 중심파장에서도 약 40 nm 정도 단파장쪽으로 이동하였으며, 피크 분리는 약 300 arcsec정도 Ga-rich 방향으로 이동하였다. 하지만, EPISON의 closed loop 기능을 사용할 경우에는 TMIn 소스 사용량이 95%에서도 피크 분리가 $\pm$100 arcsec이내의 재현성 있는 에피층 성장이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.294-300
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• 2006

금속유기화학증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 분포귀환형 (distributed feed back) InP/InGaAs/InP 회절격자 구조를 제작하고 원자력간현미경 (atomic force microscopy)과 주사전자현미경 (scanning electron microscopy) 실험을 통해 표면 및 단면을 분석하였다. 그 위에 분자선증착기(molecular beam epitaxy)법을 이용하여 자발형성 (self-assembled) InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dot)을 성장하고, 광학적 특성을 온도변화 광여기 발광 (photoluminescence)으로 회절격자 구조 없이 성장한 양자점 시료와 비교 분석하였다. 회절격자의 간격 대비 폭의 비가 약 30%인 InP/InGaAs/InP 회절격자가 제작되었으며, 그 위에 성장된 양자점의 경우 상온 파장이 1605 nm에서 PL이 관찰되었다. 이는 회절격자 없이 같은 조건에서 성장된 시료의 상온 파장인 1587 nm 보다 장파장에서 발광하였으며, 회절격자의 영향으로 양자점 크기가 변하였음을 조사하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제11권3호
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• pp.133-137
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• 2007

We compare electroabsorption modulators (EAMs) with multiple quantum wells (MQWs) based on InGaAs(P)/InP and InGa(Al)As/InAlAs material systems. We carefully choose the quantum-well structures so that the structures based on different material systems have similar band-offset energies and excition-peak wavelengths. Assuming the same light wavelength of $1.55{\mu}m$, we show the transfer functions of EAMs with each quantum-well structure and calculate the escape times of photogenerated charge carriers. As the heavy-hole escape time of the quantum well based on InGaAs(P)/InP is much longer than those of photogenerated charge carriers of InGa(Al)As/InAlAs, the EAM based on the InGa(Al)As/InAlAs material seems to be more suitable for high-optical-power operation.