• ETRI Journal
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• 제11권4호
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• pp.75-83
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• 1989

The diffusion mechanism of Si in GaAs was investigated using different diffusion sources based on the Si-Ga-As ternary phase equilibria. The Si profiles are measured with secondary ion mass spectrometry and differ significantly for sources taken from the different phase fields in the ternary phase diagram. Neutral As vacancy diffusion is proposed for acceptor Si diffusion anneals using a Ga - Si - GaAs source. Donor Si diffusion using As - rich sources and a Si -GaAs tie line source shows concentration dependent diffusion behavior. Concentration dependent diffusion coefficients of donor Si for As - rich source diffusion were found to be related to net ionized donor concentration and showed three regimes of different behavior: saturation regime, intermediate regime,and intrinsic regime. Ga vacancies are proposed to be responsible for donor Si diffusionin GaAs: $Si_Ga^+V_Ga^-$ (donor Si -acceptor Gavacancy) complex for the extrinsic regime and neutral $V_G$a, for the intrinsic regime.The Si - GaAs tie line source resulted in two branch profiles, intermediate between the As - rich and the Ga - rich source diffusion cases.

• 한국진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.51-59
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• 1995

(001)방향 GaAs 기판과 Si/Co 박막의 계면반응 및 상평형에 관한 연구를 300-$700^{\circ}C$ 열처리 구간에서 행하였다. 반응에 의한 상전이 과정은 glancing angle X-ray diffraction(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 cross-sectional transmission electron microscopy(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 corss-sectional transmission electron microscopy(XTEM)을 이용하여 분석하였다. Si/Co/GaAs계의 계면반응에서 Co는 $380^{\circ}C$에서 GaAs 기판 및 Si와 반응하여 Co2GaAs과 Co2Si상을 형성하였다. $420^{\circ}C$에서 열처리 후, Co층은 모두 소모되었으며 단면구조는 Si/CoSi/CoGa(CoAs)/Co2GaAs/GaAs으로 전이되었다. $460^{\circ}C$까지 온도를 올려 계속적인 반응을 일으키면 CoGa와 CoAs이 분해되면서 CoSi가 성장하였고, $600^{\circ}C$에서는 Co2GaAs마저 분해되고 CoSi상이 성장하여 GaAs와 계면을 형성하였다. CoSi와 GaAs사이의 계면은 $700^{\circ}C$의 고온까지 안정하였으며 이러한 계면반응 결과는 계산에 의하여 구한 Si-Co-Ga-As 4원계 상태도로부터 이해될 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.137-146
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• 1998

In this paper, the current status of manufacturing technologies for GaAs/Si solar cell were revived and provied new MOCVD. In the manufacturing process of GaAs/Si solar cells and an experiment to get the high efficiency GaAs solar cells, we must investigate the optimum growth conditions to get high quality GaAs films on Si substrates by MOCVD. The GaAs on Si substrates has been recognized as a lightweight alternative to pure substrate for space applicaton. Because its density is less the half of GaAs or Ge.So GaAs/Si has twofold weight advantage to GaAs monolithic cell. The theoretical conversion efficiecy limit of tandem GaAs/Si solar cell is 32% under AM 0 and $25^{\circ}C$ condition. It was concluded that the development of cost effective MOCVD technologies shoud be ahead GaAs solar cells for achived move high efficiency III-V solar cells involving tandem structure.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권5호
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• pp.380-386
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• 1991

Hydrogen plasma-assisted epitaxial(PAE) growth of GaAs/Si and GaAs/Ge/Si with Ge buffer layer has been investigated. By means of photoluminescence, Nomarski microscopu, and $\alpha$-step, it could be known that GaAs on Si with Ge buffer layer has better crystalline quality than GaAs on Si without Ge buffer layer. The stoichiometry of GaAs layer on Si was confirmed by the depth profile of Auger electron spectroscope (AES). Also the native oxide(SiO$_2$) layer on Si substrate was plama-etched and the removal of the oxide layer was confirmed by AES. Photoluminescence peak wavelength of GaAs/Ge/Si with Ge buffer of 1\ulcorner thickness and GaAs growth rate of 160$\AA$/min was 8700$\AA$and FWHM was 12$\AA$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.79-82
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• 1989

We studied the epitaxial growth of GaAs/GaAs and GaAs/Si by Laser CVD with 193nm ArF pulsed excimer laser. The source gases of TMGa and AsC13 or TMGa-TMAs adducts are mixed with H2, and photolyzed above the substrate which is heated up to around 300$^{\circ}C$. Then the photolyzed atoms are deposited on the silicon or GaAs substrate. The deposited films are analyzed with ESKA depth profiling and X-ray differaction method, which shows that the films on Si and GaAs are stoichiometric and crystalized at such a low temperature. We show a clear evidence for the epitaxial growth of GaAs on Si or GaAs on GaAs at low temperature by excimer laser CVD.

• 한국표면공학회지
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• 제43권4호
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• pp.170-175
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• 2010

The GaAs epitaxial layers were grown on Si(100) substrates by molecular beam epitaxy(MBE) using the two-step method. The Si(100) substrates were cleaned with different surface cleaning method of vacuum heating, As-beam, and Ga-beam at the substrate temperature of $800^{\circ}C$. Growth temperature and thickness of the GaAs epitaxial layer were $800^{\circ}C$ and 1 ${\mu}m$, respectively. The surface structure and epitaxial growth were observed by reflection high-energy electron diffraction(RHEED) and scanning electron microscope(SEM). Just surface structure of the Si(100) substrate cleaned by Ga-beam at $800^{\circ}C$ shows double domain ($2{\times}1$). RHEED patterns of the GaAs epitaxial layers grown on Si(100) substrates with cleaning method of vacuum heating, As-beam, and Ga-beam show spot-like, ($2{\times}4$) with spot, and clear ($2{\times}4$). From SEM, it is found that the GaAs epitaxial layers grown on Si(100) substrates with Ga-beam cleaning has a high quality.

• 한국진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.371-376
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• 2010

분자선 에피택시 장비를 이용하여 두 단계 방법(two-step method)으로 Si (100) 기판 위에 GaAs 에피층을 성장하였다. Si 기판은 초고진공을 유지하고 있는 MBE 성장 챔버 속에서 세척 방법을 달리하여 Si 기판표면에 존재하는 불순물(산소, 탄소 등)을 제거하였다. 첫 번째는 Si 기판을 몰리브덴 히터를 사용하여 $800^{\circ}C$로 직접 가열하였다. 두 번째는 Si 기판 표면에 As 빔을 조사시켜 주면서 $800^{\circ}C$로 Si 기판을 가열하였다. 세 번째는 Si 기판 표면에 Ga을 증착한 후 Si 기판을 $800^{\circ}C$로 가열하였다. 이와 같은 세 가지 다른 조건으로 세척한 Si(100) 기판 위에 성장한 GaAs 에피층의 특성은 reflection high-energy electron diffraction (RHEED), atomic force microscope (AFM), double crystal x-ray diffraction (DXRD), photoluminescence (PL), photoreflectance(PR) 등으로 조사하였다. Ga 빔을 증착하여 세척한 Si 기판 위에 성장된 GaAs 에피층의 RHEED 패턴은 ($2{\times}4$) 구조를 가지고 있었다. Ga 빔을 증착하여 세척한 Si 기판 위에 성장된 GaAs 에피층이 가장 좋은 결정성을 가지고 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.150-154
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• 2000

Impurity-free vacancy diffusion 방법을 이용하여 압축 응력을 가진 InGaAs/InGaAsP 다중 양자 우물 구조에서 열처리 온도에 따른 무질서 정도를 조사하였다. InGaAs/SiO$_2$ cap 구조가 InP/$SiO_2$ cap 구조보다 급속열처리 (rapid thermal annealing : RTA) 과정에서 더 많은 청색 천이를 나타내었다. 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서, InGaAs/$SiO_2$ cap 구조의 경우 다중양자우물의 밴드갭 파장은 1.55 $\mu\textrm{m}$대역에서 1.3 $\mu\textrm{m}$ 대역으로 이동하였으며, InGaAs/$SiO_2$ cap 구조와 InP/$SiO_2$ cap 구조의 밴드갭 파장차이는 195 nm (123 meV)로 높은 선택성을 나타내었다. 또한, DCXRD 스펙트럼으로부터 다중양자우물 구조에서 균일한 합금형태로 완전히 무질서화되는 것을 볼 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1672-1678
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• 1989

Major problems preventing the device-quality GaAs/Si heterostructure are the lattice mismatch of about 4% and difference in thermal expansion coefficient by a factor of 2.64 between Si and GaAs. Ge is a good candidate for the buffer layer because its lattice parameter and thermal expansion coefficient are almost the same as those of GaAs. As a first step toward developing heterostructure such as GaAs/Ge/Si entirely by a home-built PAE (plasma-assisted epitaxy), Ge films have been deposited on p-type Si (100)substrate by the plasma assisted evaporation of solid Ge source. The characteristics of these Ge/Si heterostructure were determined by X-ray diffraction, SEM and Auge electron spectroscope. PAE system has been successfully applied to quality-good Ge layer on Si substrate at relatively low temperature. Furthermore, this system can remove the native oxide(SiO2) on Si substrate with in-situ cleaning procedure. Ge layer grown on Si substrate by PAE at substrate temperature of 450\ulcorner in hydrogen partial pressure of 10mTorr was expected with a good buffer layer for GaAs/Ge/Si heterostructure.

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.218-227
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• 2003

AlGaAs/GaAs HBT 에미터 오믹 접촉을 위해 n형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉 특성을 조사하였다. Pd/Si/Ti/Pt 오믹 접촉의 경우, 증착 상태에서는 접촉 비저항을 측정할 수 없을 정도의 비오믹 특성을 보였으며, $375^{\circ}C$에서 10초 동안 열처리한 경우 $5\times10^{-3}\Omega\textrm{cm}^2$의 높은 접촉 비저항을 나타내었다. 그러나 열처리 조건을 $425^{\circ}C$, 10초로 변화시킬 경우 $2\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$의 낮은 접촉 비저항을 나타내었다. Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 경우, $450^{\circ}C$까지의 열처리 동안에 전반적으로 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$, 20초의 급속 열처리 조건에서 최저 $3.9\times10^{-7}\Omega\textrm{cm}^2$의 접촉 비저항을 나타내었다. 두 오믹 접촉 모두 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하였다. Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au를 AlGaAs/GaAs HBT의 에미터 오믹 접촉으로 사용하여 제작된 HBT 소자의 고주파 특성을 측정한 결과, 차단 주파수가 각각 63.9 ㎓ 및 74.4 ㎓로, 또한 최대공진 주파수가 각각 50.1 ㎓ 및 52.5 ㎓로 우수한 작동특성을 보였다.