• 한국재료학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.296-303
• /
• 2002

For potential application to quantum mechanical devices, nano-composite thin films, consisting of GaAs quantum dots dispersed in SiO$_2$ glass matrix, were fabricated and studied in terms of structural, chemical, and optical properties. In order to form crystalline GaAs quantum dots at room temperature, uniformly dispersed in $SiO_2$matrix, the composite films were made to consist of alternating layers of GaAs and $SiO_2$in the manner of a superlattice using RF magnetron sputter deposition. Among different film samples, nominal thickness of an individual GaAs layer was varied with a total GaAs volume fraction fixed. From images of High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), the formation of GaAs quantum dots on SiO$_2$was shown to depend on GaAs nominal thickness. GaAs deposits were crystalline and GaAs compound-like chemically according to HRTEM and XPS analysis, respectively. From measurement of optical absorbance using a spectrophotometer, absorption edges were determined and compared among composite films of varying GaAs nominal thicknesses. A progressively larger shift of absorption edge was noticed toward a blue wavelength with decreasing GaAs nominal thickness, i.e. quantum dots size. Band gaps of the composite films were also determined from Tauc plots as well as from PL measurements, displaying a linear decrease with increasing GaAs nominal thickness.

• 전자공학회논문지D
• /
• 제36D권3호
• /
• pp.41-47
• /
• 1999

SiN로부터 GaAs로 확산된 Si을 이용하여 소스와 드레인 영역에 고농도 Si 확산층을 갖는 GaAs MESFET를 제작하였다. 제작된 MESFET의 소스와 드레인 영역은 950°C, 30초의 열처리에 의해 Si 확산층이 표면에서부터 350Å두께로 형성되어 확산층이 없을 때 1000Ω/sq.정도였던 면저항이 400Ω/sq.로 내외로 감소하였다. 고농도로 확산된 Si은 AuGe/Ni/Au와 GaAs 기판 사이의 저항성 접촉 특성을 2.5×10\sub -6\Ω-cm\sup 2\로부터 1.5×10\sup -6\Ω-cm\sup 2\로 개선시켰다. 제작된 lum게이트 길이의 확산층을 갖는 MESFET는 최대 트랜스컨덕턴스가 260mS/mm 이었으며, 이득과 최소잡음지수는 12GHz에서 각각 8.5dB와 3.57dB를 나타내 같이 제작된 표면 확산 층이 없는 MESFET에 비해 1.3dB와 0.4dB가 향상되었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.91-97
• /
• 2013

높은 전류밀도를 갖는 AlGaN/GaN 전력소자는 소자 동작 시에 발생하는 자체발열 현상으로 인해 소자의 전류-전압특성이 저하된다. 특히 열전도도가 낮은 Si 기판을 사용할 경우 더욱 심각한 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 Si기판에 성장한 AlGaN/GaN-on-Si 웨이퍼를 사용하여 전력소자를 제작하였으며, 채널 폭과 Si기판의 두께에 따른 자체 발열 현상을 측정과 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 그리고 이를 기반으로 다채널을 갖는 대면적 전력소자 설계에서 최대전류를 얻기 위하여 열방출을 효과적으로 할 수 있는 구조를 제안하였다. 비아홀과 공통전극을 사용하고 Si 기판을 100 ${\mu}m$로 얇게 하였을 때 래핑을 하지 않은 소자 대비 약 75%의 온 상태 전류증가와 68% 이상의 채널온도 감소가 기대된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.399-401
• /
• 2004

InGaAs/GaAs quantum wire structures were grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition by using selective area epitaxy.$ In_{ 0.2}$$Ga_{0.8}$ As/GaAs quantum wire structures were grown on a $SiO_2$ masked GaAs substrate. Quantum wire structures with sharp tips and smooth side walls were grown. We have grown InGaAs/GaAs quantum wire structures using variously opened width of the $SiO _2$ mask. Even though the opening widths of $SiO_2$ masked GaAs substrate were different, similar shapes of triangular structures were grown. Using various kinds of differently opened $SiO_2$ masked area, it would be possible to grow quantum wire structures with various thicknesses. The quantum wire structures are formed near the pinnacle of the triangular structure. Therefore, the fabrication of the uniquely designed integrated optical devices which include light emitting sources of multiple wavelength is possible.

• 한국진공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.201-206
• /
• 2002

N형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 급속 열처리 조건에 따른 오믹 특성을 조사하였다. $450^{\circ}C$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. 이는 열처리에 의해 생성된 Pd-Si계 화합물의 형성 및 Si의 InGaAs 표면으로의 확산과 관련이 있었다. 그러나 $400^{\circ}C$에서 열처리 시간을 30초 이상으로 연장할 경우 접촉 비저항이 low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$ 으로 약간 증가하였고, 열처리 조건을 425~$450^{\circ}C$/10초로 변화시킬 경우 high-$10^{-7}$~low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$으로 약간 증가하였다. 이는 오믹 재료와 InGaAs의 반응에 의해 Pd-Ga계 화합물이 형성된 것과 관련이 있었다. 고온 열처리 후에도 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하다고 판단된다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
• /
• 제5C권2호
• /
• pp.54-57
• /
• 2005

Photoreflectance (PR) has been measured to investigate the characterization of the Si$_{3}$N$_{4}$Al$_{0.21}$ Ga$_{0.79}$As/GaAs and Al$_{0.21}$Ga$_{0.79}$As/GaAs heterostructures. In the PR spectrum, the caplayer thickness was 170 nm and Si$_{3}$N$_{4}$ was utilized as the capping material. The C peak is confirmed as the carbon defect with residual impurity originating from the growth process. After annealing, in the presence of the Si$_{2}$N$_{4}$ cap layer, band gap energy was low shifted. This result indicates that the Si$_{3}$N$_{4}$ cap layer controlled evaporation of the As atom.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.551-556
• /
• 2000

We have investigated the effect of surface In composition with Si cell temperature on the In$_{0.1}$/Ga$_{0.9}$/As epilayers grown on GaAs substrates. The epilayers were grown by molecular beam epitaxy(MBE) method and were characterized by the pthotoreflectance(PR) measurements. The E$_{o}$ bandgap energies of In$_{0.1}$/Ga$_{0.9}$/As epilayers were observed at around 1.28 eV at room temperature, and the additional shoulder peaks appeared at the higher energies than E$_{o}$ with increase of Si doping concentrations. The intensity of the additional shoulder peak was decreased with lowering the measurement temperature and the peak disappeared with the increase of surface etching time. This results hows that In composition at surface of InGaAs epilayer is decreased with the increase of the doping cell temperature. We consider that the reason of the decrease of In composition at the surface should be due to In re-evaporation from the surface by radiation heat of Si doping cell.ell.ell.ell.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.67-71
• /
• 2014

본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.165-165
• /
• 2003

The growth of GaN on Si is of great interest due to the several advantages low cost, large size and high-quality wafer availability as well as its matured technology. The crystal quality of GaN is known to be much influenced by the surface pretreatment of Si substrate [1]. In this work, the properties of GaN overlayer grown on ion implanted Si(111)and bare Si(111) have been investigated. Si(111) surface was treated ion implantation with 60KeV and dose 1${\times}$10$\^$16//$\textrm{cm}^2$ prior to film growth. GaN epilayers were grown at 1100$^{\circ}C$ for 1 hour after growing AlN buffer layers for 15-30 minutes at 1100$^{\circ}C$ with metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The properties of GaN epilayers were evaluated by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM) Photoluminescence (PL) at room temperature and Hall measurement The results showed that the GaN on ion implanted Si(111) markedly affected to the structural, optical and electrical characteristic of GaN layers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.210-210
• /
• 2012

Ge 기판을 이용한 GaInP/GaAs/Ge 삼중접합 태양전지는 43.5%의 높은 광전효율을 기록하고 있으며, 이를 지상용 태양광 발전시스템에 이용하려는 연구가 진행 중이다[1]. 그러나, 이러한 다중접합 태양전지는 셀 제작 비용에 있어 Ge기판의 가격이 차지하는 비중이 높고 대면적 기판을 이용하기 힘든 단점이 있다. 한편, 무게, 기계적 강도와 열전도도 측면에서 Si 기판은 Ge 기판에 비해 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 낮은 가격의 대면적 기판을 사용할 수 있기 때문에 Si 기판으로 Ge 기판을 대체할 경우 다중접합 태양전지의 높은 제작 비용을 낮추는 효과도 기대할 수 있다. Si 기판의 장점을 취하며 고효율 태양전지를 제작하기 위해, 이번 실험에서 우리는 Ge 에피층이 성장된 Si 기판 위에 GaAs 태양전지를 제작하였다. GaAs, GaInP와 비슷한 격자상수를 갖고 있는 Ge과 달리, Si은 이들 물질(GaAs, GaInP)과 4%의 격자상수 차이를 갖고 있으며 이로 인해 성장과정에서 관통전위가 발생하게 된다. 이러한 관통전위는 소자의 개방전압을 감소시키는 원인으로 작용한다. 실제로 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지에서 관통전위 밀도에 따른 개방전압 감소를 확인할 수 있었다. 관통전위로 인한 영향 이외에, Si 기판위에 제작된 태양전지에서는Ge 기판 위에 제작된 태양전지에 비하여 낮은 fill factor가 관찰되었다. 이것은 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지가 높은 직렬저항을 가지고 있기 때문이다. 따라서 이번 실험에서는 Si 기판 위에 제작한 GeAs/Ge 이중접합 태양전지의 직렬저항의 원인을 전산모사와 실험을 통하여 규명하였다. TCAD (APSYS-2010)를 이용한 전산모사 결과, Si 기판의 낮은 불순물 농도 ($1{\times}10^{15}/cm^3$)에 따른 직렬저항의 원인으로 파악되었으며, 전류-전압 특성을 측정하여 실험적으로 이를 확인하였다. 이러한 직렬저항 성분을 줄이기 위하여 Si 기판의 p형 불순물 농도가 전류 전압 특성 곡선에 미치는 영향을 전산모사를 통하여 알아보았으며, Si 기판의 불순물 농도가 $1{\times}10^{17}/cm^3$ 이상으로 증가할 경우, 직렬저항 성분이 크게 감소 하는 것을 전산모사 결과로 예상할 수 있었다.