• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.229-235
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• 2017

U형 구조의 SGDBR (Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드를 설계하고, 시간 영역 시뮬레이션 방법으로 해석하였다. U형 구조의 SGDBR 레이저 다이오드는 SGDBR, 능동, 수동, TIR (Total Internal Reflection) 거울 영역들로 이루어져 있어서, 각 영역들 간의 결합 손실의 영향을 면밀히 고려하여야 한다. 설계된 U형 SGDBR 레이저 다이오드의 파장 가변범위는 1525 nm에서부터 1570 nm로서 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 설계 튜닝 범위에서 완전한 레이저 다이오드 특성을 얻기 위해서는, 미러 영역에서의 손실은 약 2 dB 이하이고, 능동 및 수동 영역 간 butt 결합에서의 매질 간 굴절률 차이는 0.1 이하를 유지하도록 도파 구조가 설계되어야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418-419
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• 2013

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 박막은 가시영역에서 전기적 특성 및 광학적 특성이 우수하기 때문에 평면 디스플레이(flat displays), 박막 트랜지스터(thin film transistors), 태양전지(solar cells) 등을 포함한 광소자에 투명전도성산화물(transparent conducting oxide, TCO) 전극으로 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만, 이 물질은 밴드갭이 3.4 eV로 다소 작아 다양한 분야의 의료기기, 환경 보호에 응용 가능한 자외선 영역에서 상당히 많은 양의 광흡수가 발생하는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 또한, 인듐(Indium)의 급속한 소비는 인듐의 매장량의 한계로 인해 가격을 상승시키는 주요한 원인으로 작용하고 있다. 한편, InGaN 기반의 자외선 발광다이오드 분야에서는 팔라듐(Pd) 기반의 반투명 전극과 은(Ag) 기반의 반사전극을 주로 사용하고 있지만, 낮은 투과도와 낮은 굴절률을 때문에 여전히 자외선 발광다이오드의 광추출 효율(extraction efficiency)에 문제점을 가지고 있다. 따라서 자외선 발광다이오드의 외부양자 효율(external quantum efficiency, EQE)을 높이기 위해 높은 투과도와 GaN와 유사한 굴절률을 가지는 p-형 오믹 전극을 개발해야 한다. 본 연구에서는 초박막의 ITO (16 nm)/Ag (7 nm)/ITO (16 nm) 다층 구조를 갖는 투명전도성 전극을 제작한 후, 열처리 온도에 따른 전기, 광학적 특성에 향상에 대해서 조사하였다. 사용된 산화물/금속/산화물 전극의 구조는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 태양전지 등에 많이 사용되는 안정적인 투명 전극을 자외선 LED 소자에 처음 적용하여, ITO의 전체 사용량은 줄이고, ITO 사이에 금속을 삽임함으로써 금속에 의한 전기적 특성 향상과 플라즈몬 효과에 의한 투과도를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 실험 결과로는, $400^{\circ}C$에서 열처리한 ITO/Ag/ITO 다층 구조는 365 nm에서 84%의 광학적 특성과 9.644 omh/sq의 전기적 특성을 확인하였다. 실험 결과로부터 좀 더 최적화를 수행하면, ITO/Ag/ITO 다층 구조는 자외선 발광다이오드의 투명전도성 전극으로 사용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제15권2호
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• pp.171-176
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• 2004

광 편향기가 집적된 레이저 다이오드를 제작하고 편향기 주입전류에 따른 레이저 다이오드의 특성 변화 및 출력광의 편향을 조사하였다. 레이저 다이오드와 집적된 수동 도파로의 상부 클래드 층의 일부분에 광 편향기를 집적하고, 편향기의 전류 주입에 따른 굴절률 변화를 유도하여 출력광의 편향이 발생하도록 하였다. 편향기의 전류 주입에 따른 출력광의 특성변화를 조사하기 위하여 편향기 주입 전류에 따른 레이저 다이오드의 문턱 전류(threshold current), 발진 효율(slope efficiency) 및 출력광 스펙트럼을 측정하였다. 측정 결과, 편향기 전류의 증가에 따라 출력광의 문턱 전류는 증가하고, 발진 효율은 감소하는 경향을 나타내었으나 출력광의 스펙트럼에는 영향을 주지 않는 특성을 나타내었다. 또한, 이론적 계산을 통해 광 편향기를 지나는 광이 편향됨을 확인하고, 편향기 집적 레이저 다이오드에서 출력되는 광의 far-field pattern을 측정하여 편향기 주입 전류에 따른 출력광의 편향을 실험적으로 확인하였다. 제작된 광 편향기 집적 레이저 다이오드에서 15 ㎃의 광 편향기 주입 전류 변화에 대해서 1.9$^{\circ}$의 편향각 변화를 측정 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.338-338
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• 2010

지난 20여년 동안 반도체 레이저 다이오드는 주로 CD (DVD) 픽업용 (파장: 640 nm 이하) 및 통신용 (파장 1550 nm) 광원 분야에서 집중적으로 개발되어 왔다. 그러나 기술의 개발과 더불어 파장조절이 비교적 자유로워지고 광출력이 증대 되면서 기존의 레이저 고유의 영역까지 그 응용분야기 확대되고 있고, 이에 따라 고출력 반도체 레이저 다이오드의 시장 규모도 꾸준히 증가되고 있는 상황이다. 고출력 반도체 레이저 다이오드는 발진 파장 및 광출력에 따라 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 발진파장이 808 nm 인 고출력 레이저 다이오드의 경우 재료가공, 펌핑용 광원 (DPSSL, 광섬유 레이저), 의료, 피부미용 (점 제거), 레이저 다이오드 디스플레이 등 가장 다양한 응용분야를 가진 광원 중의 하나라고 할 수 있다. MBE(Molecular Beam Epitaxy)로 성장된 InAlAs 에피층 (epi-layer)을 사용하여 고출력을 갚는 레이저 다이오드를 제작함에 있어서, 에피층은 결함 (defect)이 없는 우수한 단결정이 요구되지만, 실제 결정 성장 과정에서는 성장온도와 Al 조성비 등의 성장 조건의 변화에 따라 전기적 광학적 특성 및 신뢰성에 큰 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) 방법을 이용하여 InAlAs 양자점 에피층의 깊은 준위 거동을 조사하였다. DLTS 측정 결과, 0.3eV 부근의 point defect과 0.57 ~ 0.70 eV 영역의 trap이 조사되었으며, 이는 갈륨 (Ga) vacancy와 산소 원자의 복합체에 기인한 결함으로 분석된다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.5-11
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• 1974

IMPATT다이오드의 자기혼합효과(self mixing effect)를 이론으로 해석하고 실험으로 확인하였다. 이론은 증배과정에서 외부의 마이크로도 신호에 의하여 공간전하가 변조를 받는 것에 근거하였다. 비이트출력은 신호전력과 IMPATT다이오드발진전력에 직선적으로 비례하였고 IMPATT다이오드의 부성저항이 클수록 비이트출력이 증대하였다. 실험은 GaAs의 EPi층과 금속사이의 Schottky접합을 갖는 IMPATT다이고드를 사용하였다. 전자계산기의 계산결과 10(GHz)에서 변환이득은 -0.4[db]였으며 실험치는 비이트주파수 20(MHz)에서 -6.6[db]였다. 이 차이는 Read모델의 단순한 가정과 공진기의 구조에 의한 것이었다. 1개의 다이오드가 국부발진 및 R합작용을 동시에 수행할 수 있었으며, 또 변환이득은 일반다이오드보다 높았고 IMPATT다이오드의 발진출력에 따란 증대시킬 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.371-376
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• 2007

분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)로 성장된 InGaAs 양자점 레이저 다이오드(quantum dot laser diode, QD-LD)와 InGaAs 양자우물 레이저 다이오드(quantum well laser diode, QW-LD)의 특성을 비교하였다. 펄스 입력전류 하에서 문턱전류밀도(threshold current density, $J_{th}$), 특성온도(characteristic temperature, $T_0$), 온도에 따른 발진파장의 변화도($d{\lambda}/dT$)를 측정한 결과, 양자우물 레이저 다이오드는 $J_{th}\;=\;322\;A/cm^2,\;T_0\;=\;55.2\;K,\;d{\lambda}/dT\;=\;0.41\;nm/^{\circ}C$로 측정되었으며, 양자점 레이저 다이오드는 $J_{th}\;=\;116\;A/cm^2,\;T_0\;=\;81.8\;K,\;d{\lambda}/dT\;=\;0.33\;nm/^{\circ}C$로 측정되었다. 양자점 레이저 다이오드는 양자우물 레이저 다이오드와 비교하였을 때, 문턱전류밀도 및 발진 광 파워가 상대적으로 우수한 결과를 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.43-50
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• 2007

ITO(Indium Tin Oxide) 전극 형성방법은 ITO 박막 자체의 전기 광학적 특성 뿐 아니라 ITO를 전극으로 하는 청색 발광 다이오드(파장 469nm)의 전기 광학적 특성 및 신뢰성에도 큰 영향을 미침을 확인하였다. 세 가지 ITO 전극 형성 방법 즉 electron beam evaporation법과 sputtering법, 그리고 electron beam evaporation법으로 먼저 증착한 뒤에 sputtering법으로 증착한 hybrid법 등을 사용하여 청색 발광 다이오드를 제작한 다음에 ITO 박막의 특성과 aging에 따른 발광 다이오드의 전기 광학적 특성 변화를 고찰하였다. 그 결과, ITO 전극을 sputtering 또는 electron beam evaporation 방법으로 형성한 발광 다이오드는 각각 sputtering damage의 문제와 전기저항이 증가하는 문제점을 안고 있음을 발견하였다. 그리고 이 문제점들을 hybrid 방법으로 해결하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.596-603
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• 2002

본 논문에서는 영상고조파 주입법을 사용하여 3상 다이오드 정류기의 입력전류를 개선하는 새로운 방식의 고조파 저감기술을 제안한다. 3고조파 주입을 근간으로 하는 본 방식은 다이오드 정류기의 상측과 하측의 전류를 독립적으로 제어하기 위하여 두 대의 단상 반파 인버터와 두 대의 단상 변압기로 구성되어져 있다. 이렇게 만들어진 영상전류는 zigzag 변압기에 의해서 다이오드 정류기의 상측과 하측으로 주입이 되어진다. 이 결과 3상 다이오드 정류기의 입력전류는 순수한 정현파 전류가 된다. 본 방식의 타당성을 1.5kVA 시작품의 실험을 통하여 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.437-437
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• 2013

3족 질화물은 우수한 광학 특성과 특히 3족 물질의 조성비 조절로 넓은 대역의 밴드갭 엔지니어링으로 발광다이오드의 물질로 각광 받고 있다. 이와 더불어 발광다이오드의 광추출효율을 향상시키기 위해 다양한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 그 연구 중 하나로 나노, 마이크로 사이즈의 막대와 같은 일차원적 구조와 최근 ITO를 활용한 투명 전극을 대체하여 전도도가 100배 정도 높은 금속을 이용한 옆면 접촉 전극을 도입한 것이 최근 발표되었다. 그러나 옆면 접촉 전극을 형성하기 위해서는 기존의 약 100 nm 정도의 두께의 p-형질화갈륨층은 공정 마진 등에 어려움이 있다. 따라서 기존에 비해 두꺼운 p-형 질화갈륨층이 필요하다. 보통 상용화된 유기 금속화학 증착법을 이용한 p-형 질화갈륨층은 도핑 물질인 Mg의 낮은 활성화와 성장 분위기 중 수소로 인해 양질의 것을 얻기 어렵고 이를 위해 성장 후 추가적인 활성화가 필요하다. 따라서 두꺼워진 p-형 질화갈륨층에 대해서도 기존의 성장 조건과 활성화 조건의 적합 여부와 이에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 양질의 p-형 질화갈륨을 얻기 위하여 성장 조건 및 성장 후 급속 열처리 온도, 시간에 대한 최적화와 약 630 nm 두께의 p-형 갈륨질화층을 가지는 발광다이오드에 대해 급속 열처리 조건에 대한 특성 연구를 실시한다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.33-39
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• 1983

종래의 쇼트키 다이오드들이 가지는 금속중첩 및 P보호환 구조와 비교하여 금속-반도체 접합면 가장자리에 얇은 계단형 산화막(약1000Å) 구조를 갖는 새로운 소자들을 설계 제작하였다. 별은 계단형 산화막의 형성은 T.C.E. 산화공정으로 처리하였으며 이러한 새로운 소자들의 항복현상을 비교 검토하기 위하여 이들과 함께 동일한 소자 크기를 갖는 종래의 금속 중첩 쇼트키 다이오드와 P보호환 쇼트키 다이오드를 같은 폐이퍼상에 집적시켰고 항복전압에 대한 측정을 통해 고찰해 본 결과 금속-반도체 접합면 가장자리에 얇은 계단형 산화막 구조를 갖는 소자들은 종래의 쇼트키 다이오드들에 비해 항복현상에 있어서 월등한 개선을 보여 주는 것으로 나타났다.