• 제목/요약/키워드: Strained layer

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Enhanced electron mobility of strained silicon channel layer in field emission transistor

  • 강영호
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.285-286
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    • 2013
  • 이번 연구에서는 제일원리 계산을 통해 실리콘의 전자구조를 분석하였다. 특히 strain이 걸렸을 때에 실리콘의 전자이동도는 전자구조의 변화와 밀접하게 관련이 있음을 밝혔다. Strain이 걸린 경우와 그렇지 않은 경우에 대한 conduction band의 effective한 유효질량 계산을 하였고 이를 통해 tensile strain이 걸린 경우 전자의 이동도가 증가하는 것을 보였다.

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응력변형을 겪는 Si 반전층에서 전자 이동도 모델 (Electron Mobility Model in Strained Si Inversion Layer)

  • 박일수;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권3호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • [ $Si_{1-x}Ge_x$ ] 위의 Si 반전층에서의 이동도를 반전층에서의 양자현상(버금띠 에너지와 파동함수)과 완화시간어림셈을 고려하여 계산하였다. 반전층에서의 양자현상은 슈뢰딩거 방정식과 포아슨 방정식을 자체 모순없이 계산하여 얻었다 완화시간은 밸리내 산란과 밸리사이 산란을 고려하여 계산하였다. 그 결과 Ge 함량이 증가됨에 따라 이동도가 증가되는 이유는 4-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도보다 2-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도가 약 3배 정도 크며 대부분의 전자가 밸리의 분리에 의해 2-폴드 밸리에 존재하기 때문이라는 것을 알 수 있었다. 한편, 포논 산란만을 고려한 이동도를 실험치와 일치시키기 위하여 전체 이동도에는 반전층 계면에서의 산란과 쿨롱 산란을 포함시켰다. 계산된 전계, 온도, 그리고 Ge 함량에 의존하는 이동도는 실험치와 근접하도록 변형포텐셜을 설정하였으며 정확한 결과를 위해서는 Si 에너지띠의 비포물성을 고려해야함을 확인하였다.

InAs/GaSb 응력초격자를 이용한 적외선검출소자의 제작 및 특성 연구 (Fabrication and Device Characteristics of Infrared Photodetector Based on InAs/GaSb Strained-Layer Superlattice)

  • 김준오;신현욱;최정우;이상준;김창수;노삼규
    • 한국진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.108-115
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    • 2009
  • 150 주기의 InAs/GaSb (8/8-ML) 제2형 응력초격자 (SLS)를 활성층에 탑재한 초격자 적외선검출소자 (SLIP) 구조를 MBE 방법으로 성장하고, 직경 $200{\mu}m$의 개구면을 가지는 SLIP 개별소자를 시험 제작하였다 고분해능 투과전자현미경 (TEM) 이미지의 휘도분포와 X선회절 (XRD) 곡선의 위성피크의 분석 결과는 SLS 활성층은 균일한 층두께와 주기적 응력변형을 유지하는 급격한 계면의 초격자임을 입증하였다. 흑체복사 적외선 광원을 이용하여 측정한 입사파장 및 인가전압에 따른 반응도 (R)와 검출률 ($D^*$)로부터, 차단파장은 ${\sim}5{\mu}m$이고 최대 R과 $D^*$ ($\lambda=3.25{\mu}m$)는 각각 ${\sim}10^3mA/W$ (-0.6 V/13 K)와 ${\sim}10^9cm.Hz^{1/2}/W$ (0 V/13 K)임을 보였다. 반응도의 온도의존성으로부터 분석한 활성화에너지 275 meV는 광반응 과정에 개입되어 있는 가전대 및 전도대 부준위 사이의 에너지 간격 (HH1-C)과 잘 일치하였다.

Photodetection Mechanism in Mid/Far-Infrared Dual-Band InAs/GaSb Type-II Strained-Layer Superlattice

  • 노삼규;이상준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.127-127
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    • 2010
  • Owing to many advantages on indirect intersubband absorption from the hole miniband to the electron miniband based on the type-II band alignment in InAs/GaSb strained-layer superlattice (SLS), InAs/GaSb SLS infrared photodetector (SLIP) has emerged as a promising system to realize high-detectivity quantum photodetector operating up to room temperature in the spectral range of mid-infrared (MIR) to far-infrared (FIR). In particular, n-barrier-n (n-B-n) structure designed for blocking the majority-carrier dark current makes it possible for MIR/FIR dual-band SLIP whose photoresponse (PR) band can be exclusively selected by the bias polarity. In this study, we present the MIR and FIR photoresponse (PR) mechanism identified by dual-band PR spectra and photoluminescence (PL) profiles taken from InAs/GaSb SLIP. In the MIR/FIR PR spectra measured by changing bias polarity, each spectrum individually shows a series of distinctive peaks related to the transitions from the hole subbands to the conduction one. The PR mechanism at each polarity is discussed in terms of diffusion current, and a superposition of MIR-PR in the FIR-PR spectrum is explained by tunnelling of electrons activated in MIR-SLS. The effective FIR-PR spectrum decomposed into three curves for HH1, LH1, and HH2 has revealed the edge energies of 120, 170, and 220 meV, respectively, and the temperature variation of the MIR-PR edge energies shows that the temperature behavior of the SLS systems can be approximately expressed by the Varshni empirical equation.

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압축응력 다중양자우물 구조 InGaAs/InGaAsP PBH-DFB-LD의 제작과 특성 평가 (Fabrication and characterization of InGaAs/InGaAsP strained multiple quantum well PBH-DFB-LDs)

  • 이정기;장동훈;조호성;박경현;김정수;김홍만;박형무
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권8호
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    • pp.119-125
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    • 1995
  • Strained multiple quantum well(SMQW) PBH-DFB-LDs emitting at 1.55$\mu$m wavelength has been fabricated using OMVPE and LPE crystal growth tecnique. Using the SMQW active layer, a linewidty enhancement factor of 2.65 was obtained at lasing wavelength and consequnently, packaged 42 modules showed a very low average chirp of 0.44nm at 2.5Gbps NRZ direct modulation. The 77 devices showed average threshold current of 8.72mA and average slope efficiency of 0.181 mW/mA, and single longitudinal mode operation with SMSR larger than 30dB up to 5mW. Among the 77 devices, standard deviation of lasing wavelength of 3.57nm was obtained owing to a good crystal growth uniformity.

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Impurity-free vacancy diffusion 방법을 이용하여 압축 응력을 가진 InGaAs/InGaAsP 다중양자우물 구조의 무질서화 (Quantum well intermixing of compressively strained InGaAs/InGaAsP multiple quantum well structure by using impurity-free vacancy diffusion technique)

  • 김현수;박정우;오대곤;최인훈
    • 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.

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[InAs/GaSb] 응력 초격자에 기초한 [320×256]-FPA 적외선 열영상 모듈 제작 (Fabrication of [320×256]-FPA Infrared Thermographic Module Based on [InAs/GaSb] Strained-Layer Superlattice)

  • 이상준;노삼규;배수호;정한
    • 한국진공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.22-29
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    • 2011
  • InAs/GaSb 제2형 응력초격자(SLS)를 활성층에 탑재한 [$320{\times}256$] 초점면 배열(FPA) 적외선 열영상 모듈을 제작하고 열영상을 구현하였다. p-i-n형으로 설계된 소자의 활성층(i) 구조는 300 주기의 [13/7]-ML [InAs/GaSb]-SLS로 구성되어 있고, p와 n 전극층에는 각각 60주기의 [InAs:Be/GaSb]-SLS와 115 주기의 [InAs:Si/GaSb]-SLS 구조를 채용하였다. 시험소자의 광반응(PR) 스펙트럼으로부터 피크 파장(${\lambda}_p$)과 차단 파장(${\lambda}_{co}$)은 각각 ${\sim}3.1/2.7{\mu}m$${\sim}3.8{\mu}m$이고 180 K 온도까지 동작을 확인하였다. 단위 화소의 간격/메사는 $30/24{\mu}m$ 규격으로 설계되었으며, [$320{\times}256$]-FPA는 표준 광묘화법으로 제작하였다. $18/10{\mu}m$의 In-bump/UBM 공정과 flip-chip 결합 기술을 적용하여 FPA-ROIC 열영상 모듈을 완성하였으며, 중적외선용 영상구동 회로 및 S/W를 활용하여 열영상을 시연하였다.

계면 흡착에 의한 InAs/GaSb 초격자의 응력변조 효과 (Effects of Interface Soaking on Strain Modulation in InAs/GaSb Strained-Layer Superlattices)

  • 신현욱;최정우;김준오;이상준;김창수;노삼규
    • 한국진공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.35-41
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    • 2011
  • 본 연구에서는 InAs/GaSb 응력초격자(SLS)의 계면 흡착(soaking)에 의한 응력변조 효과를 X선회절(XRD)을 통하여 분석하였다. As과 Sb 흡착에 의하여 유도된 응력의 변화는 XRD 곡선의 기판피크과 0차 위성피크 사이의 분리각으로부터 조사하였으며, As/InAs 흡착은 약간의 GaAs-like 계면층을 유발하는 반면, Sb/GaSb 흡착은 InSb-like 계면상을 유도하는 것으로 분석되었다. Pendellosung 간섭진동의 Fourier 변환 곡선을 이용하여, [InAs/GaSb]-SLS 성장에서 결정성이 가장 우수한 최적 As/InAs와 Sb/GaSb의 흡착시간은 각각 2 sec와 10 sec임을 밝혔다. InAs${\rightarrow}$GaSb 계면에 As과 Sb를 동시에 흡착시킨 SLS에서 XRD 위성피크가 2개로 분할되는 특이한 쌍정현상이 관측되었는데, 이것은 계면에서 In${\leftrightarrow}$Ga 및 Sb${\leftrightarrow}$As 상호혼합에 의한 InSbAs와 GaAsSb의 2종의 결정상이 공존함으로써 발생한 현상으로 추정된다.