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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 CuAlSe2 단결정 박막 성장과 열처리 효과 (The Effect of Thermal Annealing and Growth of CuAlSe2 Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 윤석진;정태수;이우선;박진성;신동찬;홍광준;이봉주
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.871-880
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    • 2003
  • Single crystal CuAlSe$_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at 410 C with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating CuAlSe$_2$ source at 680 C. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence(PL) and double crystal X -ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal CuAlSe$_2$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are 9.24${\times}$10$\^$16/ cm$\^$-3/ and 295 cm$^2$/V $.$ s at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the CuAlSe$_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, Eg(T) = 2.8382 eV - (8.86 ${\times}$ 10$\^$-4/ eV/K)T$^2$/(T + 155K). After the as-grown single crystal CuAlSe$_2$ thin films were annealed in Cu-, Se-, and Al-atmospheres, the origin of point defects of single crystal CuAlSe$_2$ thin films has been investigated by PL at 10 K. The native defects of V$\_$cd/, V$\_$se/, Cd$\_$int/, and Se$\_$int/ obtained by PL measurements were classified as donors or acceptors. And we concluded that the heat-treatment in the Cu-atmosphere converted single crystal CuAlSe$_2$ thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that Al in CuAlSe$_2$/GaAs did not form the native defects because Al in single crystal CuAlSe$_2$ thin films existed in the form of stable bonds.

Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $CuAlSe_2$ 단결정 박막 성장과 점결함 특성 (Optical properties and Growth of CuAlSe$_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wal1 Epitaxy)

  • 홍광준;유상하
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.76-77
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    • 2005
  • Single crystal $CuAlSe_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at 410$^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $CuAlSe_2$ source at $680^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence(PL) and double crystal X-ray diffraction (DCXO). The temperature dependence of the energy band gap of the $CuAlSe_2$ obtained from the absorpt ion spectra was wel1 described by the Varshni's relation, $E_g$(T) = 2.8382 eV - ($8.86\times10^{-4}$ eV/H)$T_2$/(T + 155K). After the as-grown single crystal $CuAlSe_2$ thin films were annealed in Cu-, Se-, and Al-atmospheres, the origin of point defects of single crystal $CuAlSe_2$ thin films has been investigated by PL at 10 K. The native defects of $V_{cd}$, $V_{se}$, $Cd_{int}$, and $Se_{int}$ obtained by PL measurements were classified as donors or acceptors. And we concluded that the heat-treatment in the Cu-atmosphere converted single crystal $CuAlSe_2$ thin films to an optical n-type. Also. we confirmed that hi in $CuAlSe_2$/GaAs did not form the native defects because Al in single crystal $CuAlSe_2$ thin films existed in the form of stable bonds.

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Hot-wall epitaxy 방법에 의한 HgCdTe 박막 성장 (Growth of HgCdTe thin film by the hot-wall epitaxy method)

  • 최규상;정태수
    • 한국진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.406-410
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    • 2000
  • Hot-wall epitaxy 방법으로 GaAs (100) 기판 위에 9 $\mu\textrm{m}$의 CdTe (111)을 완충층으로 성장하고 그 위에 in-situ로 $Hg_{1-x}Cd_x$/Te (MCT)박막을 성장하였다. 성장된 MCT박막의 2결정 x-선 요동곡선의 반치폭 값은 125 arcsec이었으며 표면 형상의 roughness는 10 nm의 작고 깨끗한 면을 나타내었다. 성장된 MCT 박막에 대한 광전류 측정으로부터 최대 peak 파장과 cut off 파장은 각각 1.1050 $\mu\textrm{m}$ (1.1220 eV)와 1.2632 $\mu\textrm{m}$ (0.9815 eV)임을 알았다 이 peak 파장은 광전도체의 intrinsic transition에 기인한 band gap에 대응하는 봉우리이다. 이로부터 MCT 박막은 1.0 $\mu\textrm{m}$에서 1.6 $\mu\textrm{m}$의 근적외선 파장 영역을 감지할 수 있는 광전도체용 검출기로 쓰일 수 있음을 알았다.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 AgGaSe2 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Growth and study on photocurrent of valence band splitting for AgGaSe2 single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 이관교;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.397-405
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    • 2006
  • Single crystal $AgGaSe_{2}$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $AgGaSe_{2}$ source at $630^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $AgGaSe_{2}$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $4.05{\times}10^{16}/cm^{3}$, $139cm^{2}/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $AgGaSe_{2}$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_{g}(T)$=1.9501 eV-($8.79{\times}10^{-4}{\;}eV/K)T^{2}$/(T+250 K). The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $AgGaSe_{2}$ have been estimated to be 0.3132 eV and 0.3725 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}So$ definitely exists in the ${\Gamma}_{5}$ states of the valence band of the $AgGaSe_{2}$. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_{1}-$, $B_{1}-$, and $C_{1}-$exciton peaks for n=1.

Hot Wall Epitaxy (HWE)법에 의한 ZnIn2S4 단결정 박막 성장과 열처리 효과 (Growth and Effect of Thermal Annealing for ZnIn2S4 Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 박창선;홍광준
    • 한국재료학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.318-325
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    • 2008
  • Single crystal $ZnIn_2S_4$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $450^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $ZnIn_2S_4$ source at $610^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence (PL) and double crystal X-ray rocking curve (DCRC). The temperature dependence of the energy band gap of the $ZnIn_2S_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=2.9514\;eV-(7.24{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+489\;K)$. After the as-grown $ZnIn_2S_4$ single crystal thin films were annealed in Zn-, S-, and In-atmospheres, the origin of point defects of $ZnIn_2S_4$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence (PL) at 10 K. The native defects of $V_{Zn}$, $V_S$, $Zn_{int}$, and $S_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the S-atmosphere converted $ZnIn_2S_4$ single crystal thin films to an optical p-type. Also, we confirmed that In in $ZnIn_2S_4$/GaAs did not form the native defects because In in $ZnIn_2S_4$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.

열처리온도가 고상에피택시 YIG박막의 특성에 미치는 영향 (Effects of Annealing Temperature on the Properties of Solid Phase Epitaxy YIG Films)

  • 장평우
    • 한국자기학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.221-225
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    • 2003
  • 통상적인 rf 스파터 장비와 YIG 타켓으로 수 $\mu\textrm{m}$의 Fe-Y-O 비정질상을 Ga-Gd Garnet(GGG) (111) 기판위에 만든 다음 550-105$0^{\circ}C$의 온도에서 대기 중 열처리할 때 열처리온도가 결정특성과 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다 .Fe-Y-O 비정질상의 결정화온도는 졸-겔 분말의 결정화온도보다 훨씬 낮은 600-$650^{\circ}C$이었으며, $650^{\circ}C$ 이상에서 열처리하면 YIG(888)면의 피크의 강도는 GGG(888) 면 회절강도의 80%정도이고 YIG(888)면의 록킹곡선의 반가폭도 0.14$^{\circ}$보다 작아 YIG박막의 우수한 에피택시성장을 확인하였다. 열처리온도가 높을 경우 격자상수가 작아지면서 YIG(888)면의 회절선이 강해지고 좁아져서 높은 온도가 YIG박막의 고상에피택시성장에 유리하였으며 이것은 자화곡선에서도 확인되었다. 또한 높은 온도에서 열처리된 박막에서 수직이방성이 유도되었으며 이것은 기판과 박막의 0.15%의 격자불일치 때문에 생기는 것이다.

Tri-gate FinFET의 fin 및 소스/드레인 구조 변화에 따른 소자 성능 분석 (Performance Analysis of Tri-gate FinFET for Different Fin Shape and Source/Drain Structures)

  • 최성식;권기원;김소영
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권7호
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    • pp.71-81
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    • 2014
  • 본 논문에서는 삼차원 소자 시뮬레이터(Sentaurus)를 이용하여 tri-gate FinFET의 fin과 소스/드레인 구조의 변화에 따른 소자의 성능을 분석하였다. Fin의 구조가 사각형 구조에서 삼각형 구조로 변함에 따라, fin 단면의 전위 분포의 차이로 문턱 전압이 늘어나고, off-current가 72.23% 감소하고 gate 커패시턴스는 16.01% 감소하였다. 소스/드레인 epitaxy(epi) 구조 변화에 따른 성능을 분석하기 위해, epi를 fin 위에 성장시킨 경우(grown-on-fin)와 fin을 etch 시키고 성장시킨 경우(etched-fin)의 소자 성능을 비교했다. Fin과 소스/드레인 구조의 변화가 회로에 미치는 영향을 살펴보기 위해 Sentaurus의 mixed-mode 시뮬레이션 기능을 사용하여 3단 ring oscillator를 구현하여 시뮬레이션 하였고, energy-delay product를 계산하여 비교하였다. 삼각형 fin에 etched 소스/드레인 epi 구조의 소자가 가장 작은 ring oscillator delay와 energy-delay product을 보였다.

LPE법에 의한 ZnO co-doped Er :$ LiNbO_3$, 박막의 성장 및 구조적 특성 (Growth and structural properties of ZnO co-doped Er :$ LiNbO_3$ thin films by liquid phase epitaxy method)

  • 심장보;전원남;윤석규;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.27-30
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    • 2002
  • Liquid phase epitaxy(LPE)법을 이용하여 ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$, 단결정 박막을 $LiNbO_3$ (001) 기판 위에 성장시켰다. ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$박막 성장의 초기 융액은 첨가제 $Er_2O_3$ 농도를 1 mol%로 고정시키고 ZnO 농도를 3,5 mol%로 조절하였다. ZnO co-doped Er :$LiNbO_3$박막의 결정성은 $LiNbO_3$ 기판보다 더 우수하였다. ZnO 5mol% 첨가한 경우 박막의 표면에는 수직한 방향과 평행한 방향으로 모두 압축응력이 작용하고 있었다. 또한 ZnO 3mol% 첨가된 Er :$LiNbO_3$박막의 표면은 원래의 $LiNbO_3$기판보다 더 평탄하였다

LASER 광려기 기상반응에 의한 III-V 족계 광전재기의 Hetero-Epitaxy 고찰 (LASER-Induced Vapour Phase Hetero-Epitaxy of A^{III}\;B^V$ Type Opto-Electronics)

  • 우희조;박승민
    • 한국결정학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.99-104
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    • 1990
  • 본 연구에서는 고밀도 광원 활용에 의한 유기금속화합물의 광분해 반응을 이용하여 AmBv 형광 전재료의 Hetero-epitaxy를 고찰하였다. 실제로 ArF Excimer laser(파장 193nm)에 의 하여 III족원으로 trlmethylgallium과 V족원으로 Ammonia의 2분자간 광분해 반응을 이용, (001)면 Sapphire 기판상에 증착시켰다. 생성되는 성막상태는 주사식 전자현미경, X-ray 회절 및 전자선 회절법 (RED)에 의하여 평가하였다. Laser광려기 유무에 따라 결정병합 상태 및 결정형태에 현저한 차이를 관찰할 수 있었으며, 특히 결정격자의 방위성에 큰 영향을 주고 있음이 주목되었다. 광원 조사방법은 수직조사에 의한 기판면 여기보다는 수평조사에 의 한 기상 반응물 여기가 더 효과적 이였다. Laser 광여기에 의한 성막층의 격자형성은 다음 과 같은 2가지 Model중 하나로 설명 할 수 있었다. (001)면 Sapphire//wurzite형 GaN의 (001) 면 또는 (001)면 Sapphire//wurzite형 GaN인의 (001) 면 -t Twinned Zincblende형의 GaN(111)면

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Hot Wall Epitaxy (HWE)법에 의한 ZnIn2Se4 단결정 후막 성장과 열처리 효과 (Growth and effect of thermal annealing for ZnIn2Se4 single crystalline thick film by hot wall epitaxy)

  • 홍명석;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.437-446
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    • 2008
  • Single crystalline ${ZnIn_2}{Se_4}$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs (100) substrate at $400^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating ${ZnIn_2}{Se_4}$ source at $630^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystalline thick films was investigated by the photoluminescence (PL) and Double crystalline X-ray rocking curve (DCRC). The carrier density and mobility of ${ZnIn_2}{Se_4}$ single crystalline thick films measured from Hall effect by van der Pauw method are $9.41{\times}10^{16}cm^{-3}$ and $292cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the ${ZnIn_2}{Se_4}$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)$=1.8622 eV-$(5.23{\times}10^{-4}eV/K)T^2$/(T+775.5 K). After the as-grown ${ZnIn_2}{Se_4}$ single crystalline thick films was annealed in Zn-, Se-, and In-atmospheres, the origin of point defects of ${ZnIn_2}{Se_4}$ single crystalline thick films has been investigated by the photoluminescence (PL) at 10 K. The native defects of $V_{Zn}$, $V_{Se}$, $Zn_{int}$, and $Se_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the Se-atmosphere converted ${ZnIn_2}{Se_4}$ single crystalline thick films to an optical p-type. Also, we confirmed that In in ${ZnIn_2}{Se_4}$/GaAs did not form the native defects because In in ${ZnIn_2}{Se_4}$ single crystalline thick films existed in the form of stable bonds.