• Title/Summary/Keyword: 단결정 박막

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Growth of CdS Single Crystal Thin Films by HWE Method (HWE법에 의한 CdS 단결정 박막의 성장)

  • 양동익;최용대;김진배
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.1 no.3
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    • pp.353-359
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    • 1992
  • 본 연구에서는 HWE 방법에 의하여 GaAs(100) 기판위에 입방정의 단결정 박막을 성장하였다. 성장된 CdS 단결정 박막의 결정구조와 방향을 ECP(electron channeling pattern)로 결정하였다. CdS 박막의 (400)면이 기판과 평행하게 성장됨을 알았다. CdS 박 막의 photoluminescence를 20K에서 측정하였는데, free exception, bound exception 및 donor-acceptor pair에 의한 발광이 관측되었다.

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The Study of Growth and Photoconductive Characterization of $AgInS_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy (Hot Wall Epitaxy(HWE) 방법에 의한 $AgInS_2$ 단결정 박막 성장과 광전도 특성)

  • 홍광준
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.9 no.2
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    • pp.96-106
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    • 1998
  • 수평 전기로에서 AgInS2 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 AgInS2 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. AgInS2 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 680℃, 410℃로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10 K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 597.8 nm(2.0741 eV) 근처에서 엑시톤 방출 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 9.35×1023개/㎥, 2.94×10-2㎡/V·s였다. AgInS2 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10 K에서 측정된 ΔCr(crystal field splitting)은 0.15eV, ΔSo(spin orbit coupling)는 0.0089 eV였다. 광전도 셀로서 응용성을 알아보기 위해 감도(γ), pc/dc(photocurrent/darkcurrent), 최대허용소비전력(maximum allowable power dissipation: MAPD), 응답시간(response time)등을 측정한 결과, S 증기 분위기에 열처리한 광전도 셀의 경우 γ=0.98, pc/dc=1.02×106, MAPD=312 mW, 오름시간(rise time)=10.4 ms, 내림시간(decay time)=10.8 ms로 가장 좋은 특성을 얻었다.

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Growth and Photocurrent Properties of CuGaTe2 Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy (Hot Wall Epitaxy (HWE) 방법에 의한 CuGaTe2 단결정 박막 성장과 광전류 특성)

  • 백승남;홍광준
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.158-158
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    • 2003
  • 수평 전기로에서 CuGaTe2 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 CuGaTe2 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. CuGaTe2 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 67$0^{\circ}C$, 41$0^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 954.5nm (1.2989eV) 근처에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 139arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Paw방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 8.72$\times$$10^{23}$개/㎥, 3.42$\times$$10^{-2}$$m^2$/V.s였다. 상온에서 CuGaTe2 단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 1.22 eV였다 Band edge에 해당하는 광전도도peak의 온도 의존성은 Varshni 관계식으로 설명되었으며, Varshni 관계식의 상수값은 Eg(0) = 1.3982 eV, $\alpha$= 4.27$\times$$10^{-4}$ eV/K, $\beta$= 265.5 K로 주어졌다. CuGaTe2 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10K에서 측정된 $\Delta$cr (crystal Field splitting)은 0.0791eV, $\Delta$s.o (spin orbit coupling)는 0.2463eV였다. 10K에서 광발광 봉우리의 919.8nm (1.3479eV)는 free exciton(Ex), 954.5nm (1.2989eV)는 donor-bound exciton 인 I2(DO,X)와 959.5nm (1.2921eV)는 acceptor-bound exciton 인 I1(AO,X) 이고, 964.6nm(1.2853eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm (0.9239eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.

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Preparation of AlN Thin Film with New Type of Single Precursor (새로운 단일 전구체를 이용한 AIN 박막의 제조)

  • 최승철;안창규;한성환
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.8
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    • pp.761-764
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    • 2001
  • 새로운 AlN 박막 제조용 단일 전구체로 AlCl$_3$: $^{t}$ BuNH$_2$을 합성하였다. c축으로 배향된 AlN 박막을 80$0^{\circ}C$에서 사파이어(0006) 단결정 위에 MOCVD 공정으로 증착시켰다. 본 전구체를 사용함으로 박막내의 잔류탄소 및 산소의 오염을 크게 낮출수 있었으며 Al:N의 비율이 1:1인 화학량론비의 AlN 박막을 제조할 수 있었다. 단일 전구체의 결정 구조는 단결정 X선 구조분석과 원소분석을 통하여 규명하였으며 박막분석은 SEM, XRD, SEM, AFM과 RBS 등으로 행하였다.

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Study on Point Defect for $AgGaS_2$ Single Crystal Thin film Obtained by Photoluminescience Measurement Method (광발광 측정법에 의한 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 점결함 연구)

  • Hong, Kwang-Joon;Kim, Koung-Suk
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.25 no.2
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    • pp.117-126
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    • 2005
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $AgGaS_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $AgGaS_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $590^{\circ}C\;and\;440^{\circ}C$, respectively The temperature dependence of the energy band gap of the $AgGaS_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=2.7284 eV-(8.695{\times}10^{-4}eV/K)T^2/T(T+332K)$. After the as-grown $AgGaS_2$, single crystal thin films was annealed in Ag-, S-, and Ga-atmospheres, the origin of point defects of $AgGaS_2$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10K. The native defects of $V_{Ag},\;V_s,\;Ag_{int},\;and\;S_{int}$, obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the Ag-atmosphere converted $AgGaS_2$ single crystal thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that Ga in $AgGaS_2$ crystal thin films did not form the native defects because Ga in $AgGaS_2$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.

Photoluminescence characteristics of ZnTe single crystal thin films substi-tuted by sulfur (Sulfur에 의하여 치환된 ZnTe 단결정 박막의 광발광 특성)

  • 최용대
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.13 no.6
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    • pp.279-283
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    • 2003
  • In this study, ZnTe : S single crystal thin films substituted by sulfur were grown on GaAs (100) substrates by hot-wall epitaxy. The photoluminescence (PL) characteristics of ZnTe : S single crystal thin films was measured to investigate the effects due to sulfur atoms in the ZnTe layer. The Peak of 2.339 eV identified as the isoelectronic center was observed in low temperature PL spectrum, but PL spectra which the origin had not been well-explained were not observed. Temperature dependence of PL intensities of the light hole free exciton was explained by extrinsic self-trapping. Besides it is reported that the emission lines near absorption edge at room temperature were observed.

Growth and photocurrent properties for ZnIn2S4 single crystal thin film by Hot Wall Epitaxy method (Hot Wall Epitaxy (HWE)법에 의한 ZnIn2S4 단결정 박막 성장과 광전류 특성)

  • 박창선;홍광준
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.156-156
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    • 2003
  • 수평 전기로에서 ZnIn$_2$S$_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 2nIn2S4단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판 위에 성장시켰다. ZnIn2S4 단결정 박막은 증발원의 온도를 610 $^{\circ}C$, 기판의 온도를 450 $^{\circ}C$로 성장시켰고 성장 속도는 0.5 $\mu\textrm{m}$/hr로 확인되었다. ZrIn2S4 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 433 nm (2.8633eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 133 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 8.51$\times$$10^{17}$ electron/$cm^{-3}$ 291 $\textrm{cm}^2$/v-s였다. ZnIn2S4 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10 K에서 측정된 $\Delta$Cr(crystal field splitting)은 0.1678 eV, $\Delta$So(spin orbit coupling)는 0.0148 eV였다. 10 K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 9 meV와 26 meV 였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 130 meV 였다.다.

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Effect of thickness of GaAs buffer layer on the structural properties of CdTe films (GaAs 완충층을 사용한 CdTe박막의 성장 특성)

  • Kim, Kwang-Chon;Jung, Kyoo-Ho;You, Hyun-Woo;Yim, Ju-Hyuk;Kim, Hyun-Jae;Kim, Jin-Sang
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.247-247
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    • 2010
  • CdTe는 최근 적외선 검출기 개발에 응용하기 위해 활발한 연구가 진행 중인데 이는 HgCdTe(MCT)와 격자 불일치가 0.3% 이하로 대구경 단결정 MCT박막 제작이 용이하기 때문이다. 본 연구에서는 MBE 공정으로 GaAs 물질이 완충층으로 증착된 Si(100)기판을 사용하여 CdTe 물질과 Si기판간의 격자 불일치를 줄여 대면적 CdTe 단결정 박막을 얻고자 완충층의 두께별 결정성 및 표면 특성을 보았다. CdTe 박막의 증착은 Metal Organic Chemical Vapor Deposition system (MOCVD)를 이용하였고 실험결과 2nm의 GaAs 완충층이 사용된 박막에서 단결정 CdTe(400) 박막이 성장 되었으며, GaAs 완충층의 두께가 증가 함에 따라 $1{\mu}m$ 완충층에서는 다결정 박막이 성장 되었다. 본 연구결과는 Si 기판에 성장된 단결정 CdTe층을 이용 대면적 HgCdTe웨이퍼의 제조에 널리 이용 될 수 있으리라 여겨진다.

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Characterization and Growth of the ZnMnTe epilayers by HWE (HWE 방법에 의한 ZnMnTe 단결정 박막의 성장 및 특성연구)

  • Yoon, M.Y.;Park, J.J.;Park, J.G.;Yu, Y.M.;Choi, Y.D.
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2001.05c
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    • pp.208-211
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    • 2001
  • Hot wall epitaxy 법으로 GaAs(100) 기판 위에 $Zn_{1-x}Mn_xTe(0{\leq}x{\leq}1)$ 단결정 박막을 성장하였다. XRD 스펙트럼으로부터 $Zn_{1-x}Mn_xTe$ epilayer들이 전 영역에 걸쳐 zincblende 구조임을 알았다. double crystal rocking curve(DCRC)로부터 격자상수를 계산하고 이훌 이용하여 조성비를 계산하였다. ZnMnTe 단결정 박막의 DCRC 반치폭은 Mn 조성비가 증가함에 따라 급격하게 증가하다가 포화되는 모습을 나타내었다

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