• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.2
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• pp.130-135
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• 2000

We have analyzed characteristics for the structure of $Al_{0.25}/Ga_{0.75}/As/In_{0.15}/Ga_{0.85}$/AS/GaAS pseudomorphic high electron mobility transistor (PHEMT) by photoluminescence (PL) and photoreflectance (PR) measurements. By the PL measurement at 10 K, we observed el-hl transition peak at 1.322 eV and e2-hl transition peak at 1.397 eV in the InGaAs quantum well. We calculated value of 23 meV, the difference between the first energy level and the second energy level of a valence band by dependence of temperatures. Also, (e2-h2) transition signal was observed at 300 K by PR measurement. From the PR measurement, we recognized that the transition was dominated the second energy level of conduction band than the first energy level of conduction band due to band filling. The other hand, PL signal of the first energy level of conduction band was dominated because of the electron screening effect.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.3
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• pp.280-286
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• 2006

A distributed Bragg reflector (DBR) for the application of $1.3{\mu}m$ vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) has grown by digital-alloy AlGaAs layer using the molecular beam epitaxy (MBE) method. The measured reflection spectra of the digital-alloy AlGaAs/GaAs DBR have uniformity in 0.35% over the 1/4 of 3-inch wafer. Furthermore, the TEM image showed that the composition and the thickness of the digital-alloy AlGaAs layer in AlGaAs/GaAs DBR was not affected by the temperature distribution over the wafer whole surface. Therefore, the digital-alloy AlGaAs/GaAs DBR can be used to get higher yield of VCSEL with the active medium of InAs quantum dots whose gain is inhomogeneously broadened.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.94-94
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• 1999

반도체 Hall 효과를 이용하여 자계를 검출하여 이를 전압신호로 출력하는 자기센서로는 주로 GaAs, InSb, InAs 등의 박막이 사용되고 있다. 자기센서의 응용분야가 최근에는 직류전류의 무접촉 검출, 자동차의 무접촉 회전 검출, 산업용 기계의 제어용 무접촉 위치검출 분야로 확대되고 있어 그 수요가 급증하고 있다. 이중 Hall 소자의 응용분야중 많은 활용이 기대되고 있는 자동차용 무접촉 센서는 -4$0^{\circ}C$~15$0^{\circ}C$의 온도범위에서 안정하게 작동하여야 하므로 온도 안정성이 매우 중요하다. 그러나 Hall 소자 시장의 80%를 점유하고 있는 InSb Hall 소자는 온도가 올라감에 따라 저항이 급격히 낮아지는 성질을 가지고 있으므로 10$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용하는 것이 불가능하다. 한편 InAs(에너지갭~0.18eV)는 InSb보다 에너지 갭이 크므로 고온에서도 작동이 가능하고 자계변화에 따른 출력의 직진성이 매우 좋다는 장점을 가지고 있다. 이러한 InAs Hall 소자를 실현하기 위해서 가장 중요한 것이 고품위의 InAs의 박막 성장기술이다. InAs 박막을 성장하기 위해서 사용되고 있는 기판은 GaAs이다. 그러나 GaAs 기판과 InAs 박막 사이에는 약 7% 정도의 격자부정합이 존재하기 때문에 높은 이동도를 가지는 고품위 박막을 성장시키기가 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 분자선에피택시 방법을 이용하여 GaAs 기판위에 고품위의 InAs 박막을 성장하는 기술을 연구하였으며, 성장된 InAs 박막의 특성을 DCX 및 Hall effect 등으로 조사하였다. InAs 박막 성장시 기판은 <0-1-1> 방향으로 2$^{\circ}$ off 된 GaAs(100)를 사용하였다. InAs 박막성장시 기판온도는 48$0^{\circ}C$로 하고 GaAs buffer 두께는 2000$\AA$로 하여 As flux 및 Si doping 농도등을 변화시켰다. 그 결과 Si doping 농도 2.21$\times$1017/am에서 10,952cm2/V.s의 이동도를 얻었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.7 no.1
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• pp.25-28
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• 2000

The InAs self-assembled quantun dots (SAQDS) were grown on a GaAs(100) substrate using a molecular beam epitaxy (MBE) technique. The InAs QDs were multi-stacked to have various layer structures of 1, 3, 6, 10, 15 and 20 layers, where the thickness of the GaAs spacer and InAs QD layer were 20 monolayers (MLs) and 2 MLs, respectively. The nanostructured feature was characterized by photoluminescence (PL) and scanning transmission electron microscopy (STEM). It was found that the highest PL intensity was obtained from the specimen with 6 stacking layers and the energy of the PL peak was split with increasing the number of stacking layers. The STEM investigation exhibited that the quantum dots in the 6 stacking layer structure were well aligned in vertical columns without any deflect generation, whereas the volcano-like deflects were formed vertically along the growth direction over 10 periods of InAs stacking layers.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.332-332
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• 2012

분자선 에피탁시(molecular beam epitaxy)를 이용하여 GaAs 기판에 성장한 InAs 양자점(QDs: quantum dots)은 성장 온도, 압력, As/In의 공급비 등의 성장 조건에 따라 다른 변수(parameter)를 갖는다. 따라서 성장변수에 따라 양자점의 모양과 크기, 밀도가 달라져 균일한 양자점 형성에 어려움이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 예를 들면 In-interruption 법으로 성장한 양자점의 특성이 S-K mode (Stranski-Krastanov mode)로 성장한 양자점에 비해 광학적 특성이 향상되었다. 본 연구에서는 In pre-deposition (IPD) 법으로 성장한 InAs/GaAs 양자점의 광학적 특성을 PL(photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료들은 In과 As 공급시간을 각각 1초와 19초 (QD1), 2초와 18초 (QD2), 3초와 17초 (QD3)로 조절하여 성장하였으며, In이 공급되는 시간 동안 As shutter를 차단하여 As 공급을 중단하였다. In과 As의 차단 없이 S-K mode로 성장한 시료를 기준시료로 사용하였다 (QD0). AFM (atomic force microscope) 측정결과, In 공급시간이 1초에서 2초로 증가할 때, 양자점의 밀도와 종횡비(aspect ratio)가 증가하였고, 양자점의 균일도가 증가하였다. 그러나 QD3 시료는 QD1 시료에 비해 밀도와 종횡비, 균일도가 감소하였다. 10 K에서 PL 피크는 In 공급 시간이 증가할 때, 970 nm에서 1020 nm로 적색편이 하였고 반치폭 (FWHM: full width at half maximum)은 75 meV에서 85 meV로 증가하였다. QD2 시료의 PL 피크 에너지가 가장 낮았고, 가장 강한 PL 세기를 보였다. IPD 시간이 증가함에 따라 PL 피크에서 측정한 PL 소멸은 점차 빨라졌다. IPD 기법으로 성장한 양자점의 빠른 PL 소멸은 양자점 밀도와 종횡비 향상에 의한 파동함수 중첩의 증가와 구속 에너지 증가에 의한 것으로 설명된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.14 no.4
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• pp.235-238
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• 2004

The LT-MBE (low temperature molecular beam epitaxy) allows to dope GaAs with Mn over its solubility limit. A 75 urn thick GaMnAs layers are grown on a low temperature grown LT-GaAs buffer layer at a substrate temperature of $260^{\circ}C$ by varying Mn contents ranged from 0.03 to 0.05. The typical growth rate for GaMnAs layer is fixed at 0.97 $\mu\textrm{m}$/h and the V/III ratio is varied from 25 to 34. The electrical and magnetic properties are investigated by Hall effect and superconducting quantum interference device(SQUID) measurements, respectively. Double crystal X-ray diffraction(DCXRD) is also performed to investigate the crystallinity of GaMnAs layers. The $T_{c}$ of the $Ga_{l-x}$ /$Mn_{x}$ As films grown by LT-MBE are enhanced from 38 K to 65 K as x increases from 0.03 into 0.05 whereas the $T_{c}$ becomes lower to 45 K when the V/III ratio increases up to 34 at the same composition of x=0.05. This means that the ferromagnetic exchange coupling between Mn-ion and a hole is affected by the growth condition of the enhanced V/III ratio in which the excess-As and As-antisite defects may be easily incorporated into GaMnAs layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.187-187
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• 2013

양자점(Quuantum dot, QD)은 0차원 특성을 가지는 구조로 양자 구속 효과로 인하여 bulk와 는 다른 구조적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있다. InAs QD는 size와 barrier의 bandgap 조절을 이용하여 쉽게 bandgap을 바꿀 수 있는 장점이 있어 solar cell, semiconductor laser diode, infrared photodetector 등으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 Stranski-Krastanov (SK) mode로 성장한 InAs QD는 보통 GaAs epilayer와의 lattice mismatch (7%)를 이용하여 성장을 하고 이로 인하여 strain을 가지고 있고 QD의 density와 stack이 높을수록 strain이 커진다. 하지만 sub-monolayer (SML) QD 같은 경우 wetting layer가 생기는 지점인 1.7 ML이하에서 성장되는 성장 방식으로 SK-QD보다는 작은 strain을 가지게 된다. 또 QD의 size가 작아 SK-QD보다 큰 bandgap을 가지고 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)를 이용하여 semi-insulating GaAs substrate 위에 InAs QD를 0.5/1/1.5/1.7/2/2.5 monolayer로 성장을 하였다. GaAs과 InAs의 성장온도와 성장속도는 각각 $590^{\circ}C$, 0.8 ML/s와 $480^{\circ}C$, 0.2 ML/s로 성장을 하였으며 적층사이의 interruption 시간은 10초로 고정하였고 10주기를 성장하였다. Photoluminescence (PL)측정 결과 SML-QD는 size에 따라서 energy가 1.328에서 1.314 eV로 약간 red shift를 하였고 SK-QD의 경우 1.2 eV의 energy정도로 0.1 eV이상 red shift 하였다. 이는 QD size에 의하여 energy shift가 있다고 사료된다. 또 wetting layer의 경우 1.41 eV의 energy를 가지는 것으로 확인 하였다. SML-QD는 SK-QD 보다 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 작은 것은 확인을 하였고 strain field의 감소로 해석된다. 하지만 SML-QD의 경우 SK-QD보다 상대적으로 작은 PL intensity를 가지고 있었다. 이를 개선하기 위해서는 보다 높은 QD density를 요구하게 되는데 growth temperature, V/III ratio, growth rate 등을 변화주어서 연구할 계획이다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.7
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• pp.692-699
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• 1997

The silicon doped $Al_{0.33}$G $a_{0.67}$As were grown by molecular beam epitaxy. The electroreflectance(ER) spectra of Schottky barrier Au/n-Al/suu x/G $a_{1-x}$ As have been measured at various modulation voltage( $V_{ac}$ ) and dc bias voltage( $V_{bias}$). From the observed Franz-Keldysh oscillations(FKO) peak, the band gap energy of the $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As is 1.91 eV which corresponds to an Al composition of 33%. The internal electric field( $E_{i}$)of this sample is 2.96$\times$10$^{5}$ V/cm. As the modulation voltage( $V_{ac}$ ) is changed, the line shape of ER signal does not change but its amplitude varies linearly. The amplitude as a function of modulation voltage has saturated at 0.8 V. The internal electric field has decreased from 6.47$\times$10$^{5}$ V/cm to 2.00$\times$10$^{5}$ V/cm as the dc bias voltage( $V_{bias}$) increases from -3.5 V to +0.8 V. The values of built-in voltage( $V_{bi}$ ) and carrier concentration(N) determined from the plot of $V_{bias}$ from the plot of $V_{bias}$ versus $E_{i}$$^{2}$ are 0.855 V and 3.83$\times$10$^{17}$ c $m^{-3}$ , respectively.ively.y.y.y.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.4
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• pp.266-271
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• 2009

We have investigated the lasing characteristics of GaAs-based 1300 nm wavelength region InAs Quantum Dot Laser Diode grown by Migration Enhanced Molecular Beam Epitaxy. Under a pulsed and CW operation, we observed the state switching of lasing wavelength from ground state (1302 nm) to excited state (1206 nm) due to the gain saturation of ground state. Under a pulsed operation, $J_{th}=92A/cm^2$, $\lambda_L=1311\;nm$ and under a CW operation, $J_{th}=247A/cm^2$, $\lambda_L=1320\;nm$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.213-213
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• 2013

화합물 반도체 양자점(Quantum dots; QDs)은 높은 효율의 광전자 소자에 적용할 수 있기 때문에 이분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 주로 III-V 족 화합물 반도체에 대한 연구가 주를 이룬 반면 II-VI 족 화합물 반도체에 대한 연구는 아직 미흡하다. 하지만 II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 현재 대부분의 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점 구조는 기판과 완충층 (buffer layer) 사이의 작은 격자 부정합(lattice mismatch) 때문에 GaAs 기판을 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)을 이용하여 Si 기판위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스 (PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 시분해 광루미네센스 측정 결과 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 또한 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성에 대해 이해 할 수 있었다.