• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.102.1-102.1
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• 2010

고효율 멀티정션박막태양전지의 바텀셀 적용을 목적으로, 반응성CVD(Reactive thermal CVD)기술을 이용, $Si_2H_6+GeF_4$를 원료가스로, 이들이 가진 산화환원반응을 이용하여 400도 이하의 저온에서 Ge 및 Si 기판에 Ge을 에피성장 시켰다. Ge 기판위의 호모에피막의 경우, $2.5{\AA}/sec$의 성장속도와 99%의 Ge조성을 보였고, RHEED 및 HR-XRD를 통한 결정성 평가 결과, 고품질의 Ge 에피막의 성장이 확인되었다. 동일한 성장조건을 Si기판에 헤테로에피성장 시켰을 경우, 4% 격자불일치에 의해 막품질이 저하되는 것을 확인하였다. 이를 개선하기 위하여 저온에서 제작한 버퍼층에 대한 논의를 하고자 한다.

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.251-256
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• 2003

분자선에피탁시법을 이용하여 InP(001) 기판위에 성장한 InAlAs 에피층의 특성에 대한 성장온도 (370-$430 ^{\circ}C$)의 효과를 Normalski 현미경, 원자력현미경 (AFM), 광발광 (PL), 이중결정 x-선 회절법 (DCXRD)을 사용하여 분석하였다. InAlAs 에피층의 표면형상, 구조적, 광학적 특성은 370-$400^{\circ}C$에서 성장한 시료에서는 성장온도의 증가로 향상되지만, $430 ^{\circ}C$로 성장한 시료에서는 특성이 나빠졌다. 결과적으로 $400 ^{\circ}C$로 성장한 InAlAs 에피층의 특성이 가장 우수하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.123-123
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• 2010

3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

• 전자통신동향분석
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• 제4권3호
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• pp.44-52
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• 1989

에피층을 이용하여 소자를 제작할 때 에피층의 품질은 그 소자의 성능에 결정적인 역할을 한다. 이러한 에피층의 결정성, 불순물의 종류 및 농도, 불순물의 에너지 준위, 조성 등을 평가 할 수 있는 방법으로 PL이 널리 사용되고 있다. 본 고에서는 MBE를 이용하여 GaAs, AlGaAs 층을 성장할 때 PL로 에피층을 평가하여 성장조건을 확립하기 위한 기초자료를 마련하고자 PL의 원리와 측정방법을 조사하고 MBE로 성장시킨 GaAs의 PL의 특성을 분석 정리하였다.

• 한국진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.84-90
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• 2005

분자선에피를 이용한 $In_{0.2}Ga_{0.8}N/GaN$ 이종접합 구조의 에피성장에 미치는 플라즈마의 rf전력의 영향에 대해 고찰하였다. 플라즈마를 발생시키는 rf 전력과 플라즈마 챔버압력의 조건에 따라 성장표면에 도달하는 분자나 원자의 에너지와 flux가 조절되어 에피성장 속도와 물질적 특성을 변화시킨다. 전력이 너무 낮거나 높은 조건에서 표면거칠기와 광특성이 각각 저하된 결과를 보였으며, 적정한 전력인 400W에서 성장한 $In_{0.2}Ga_{0.8}N/GaN$이 종접합 구조에서 날카로운 계면과 강한 photoluminescence 피크를 보였다. 이러한 현상에 대한 원인으로 고에너지 입자들이 성장표면에서 작용하는 기구들인 플라즈마에 의한 탈착과 표면확산, 성장표면의 하부에 주입되는 결함의 발생에 대하여 논하였다.

• 한국진공학회지
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• 제4권S1호
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• pp.196-201
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• 1995

새로운 증착방법인 UHV-ECRCVD를 이용하여 기판온도 $440^{\circ}C$의 저온에서 격자이온이 일어나지 않고 완벽한 정합상태를 유지하고 있는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시켰다. 박막의 두께는 기계적 평형이론(mechanical equilibrium theory)인 Mattews-Blakeslee 임계두께를 초과하였으며, 따라서 본 연구에서 사용하는 낮은 기판온도에 의해 격자이완이 억제되고 있음을 알았다. 한편 성장시에 가해주는 GeH4의 유량이 증가함에 따라 박막내에 GeH4으로부터 생성된 무거운 ion의 기판입사량이 증가하여 격자손상(lattice damage)에 의한 결함이 증가하므로 높은 Ge 함량을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 얻을 수 없었다. 그러나 전체압력을 증가시켜서 에피층을 성장시키면 격자손상에 의한 결함은 생성되지 않았으며, 따라서 전체압력을 증가시키면 높은 Gegkafid을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시킬 수 있을 것이라고 생각된다. 이것은 전체압력 증가로 인해 ECR 플라즈마 안의 전자온도가 감소하여 성장을 주도하는 활성종(reactive species)이 ion에서 radical 로 바뀌기 때문이라고 추정하였다. 본 연구에서는 박막의 Ge 함량이 증가함에 따라 에피층의 성장속도가 증가하는 현상을 관찰하였다. 따라서 ECR 플라즈마를 사용하는 본 연구에서도 표면에서의 수소탈착이 성장속도결정단계임을 알 수 있었다. 한편 인입률(incorporation ratio)은 1에 근접하였으며, 이것은 플라즈마에 의한 원료기체의 분해과정이 thermal CVD와는 달리 무차별적으므로 SiH4과 GeH4의 분해효율이 크게 다르지 않기 때문이라고 추정하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제5권1호
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• pp.45-54
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• 1998

본 연구에서는 열벽성장법에 의해 ZnSe 에피막을 GaAs 기판에 성장하고 double crystal x-ray diffractometer와 Photoluminescence (PL) 등의 장치를 이용하여 구조족, 광학 적 특성을 연구하였다. x-선 반치폭과 PL피크강도로부터 최적의 기판온도가 34$0^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 또한 기판온도, 열벽부온도, 원료부온도, 성장시간등의 성장조건이 표면거칠기 성 장률, x-선 반치폭, PL 피크강도 등에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 최적 성장조건하 에성장된 ZnSe 에피막의 x-선 반치폭은 149sec로 나타났는데 이는 HWE 성장법으로 성장 된 ZnSe 에피막에 대하여 보고된 수치 중 가장낮은 값이다. PL 스펙트럼에서 I2 피크와 DAP 피크의 강도는 높고, SA 피크의 강도는 낮다는 사실로부터 본 연구에서 성장된 ZnSe 에피막의 결정질이 매우 우수함을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.468-473
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• 2009

Chemical beam epitaxy 성장법으로 InP/InGaAs 다층구조의 선택적 영역 에피성장 (selective area epitaxy)을 하였다. <011> 방향에 평행한 직선패턴에서는 선폭이 작아지고, <01-1> 방향에 평행한 직선패턴에서는 선폭이 증가하는 현상이 나타났는데 이는 InGaAs의 <311>A와 B면이 <01-1> 방향에 평행한 직선패턴에서 성장되었기 때문으로 설명되었다. 성장속도가 $1\;{\mu}m/h$인 조건에서 5족 가스의 압력이 감소할수록 (100) 면 위에서 평평한 에피층이 성장되었는데 이는 5족 가스의 과포화현상에 의한 3족 원소의 표면이동으로 설명하였다.

• 한국진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.275-282
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• 1995

III족 원료 가스로 triethylgallium(TEGa)과 trimethylindium(TMIn)을 사용하고 V족 원료 가스로 사전 열 분해하지 않은 arsine(AsH3)과 monoethylarsine(MEAs)을 사용하여 ultrahigh vacuum chemical vapor deposition(UHVCVD)법으로 Si3N4로 패턴된 GaAs(100)기판 위에 GaAs와 InGaAsqkr막을 선택적으로 에피택시 성장을 하였다. V족 원료 가스를 사전 열 분해하지 않으므로 넓은 성장 온도 구간과 V/lll 비율에서도 선택적으로 박막이 성장되었다. 또한 선택 에피택시의 성장 메카니즘을 규명하기 위하여 다양한 filling factor(전체면적중 opening된 면적의 비율)를 가지는 기판을 제작하여 성장에 사용하였다. UHVCVD법에서는 마스크에 면적중 opening된 면적의 비율)를 가지는 기판을 제작하여 성장에 사용하였다. UHVCVD법에서는 마스크에 입사된 분자 상태의 원료 기체가 탈착된 후 표면 이동이나 가스 상태의 확산과정 없이 마스크로부터 제거되므로 패턴의 크기와 모양에 따른 성장 속도의 변화나 조성의 변화가 없을 뿐만 아니라 chemical beam epitaxy(CBE)/metalorganic molecular beam epitaxy(MOMBE)법에서 알려진 한계 성장온도 이하에서 선택 에피택시 성장이 이루어졌다.

• 한국진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.34-40
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• 1993

새로운 단결정 박막 성장방법으로 최근에 많은 관심을 끌고 있는 초고진공 화학기상증착법(Ultra-High Vacuum Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 AlGaAs에 에피탁시 박막을 성장시켰다. AlGaAs 에피탁시층의 성장은 2。 경사진 GaAs(100) 기판을 사용하였다. 반응 기체로는 Trimethylgallium(TMGa), Trimethylaluminum(TMAl)과 arsine을 사용하였고, 성장온도는 $580~700^{\circ}C$, 기체 압력은 10-5~10-4Torr를 유지하였다. 특히 본 연구에서는 arsine을 사전에 열분해 하는 통상의 Chemical Beam Epitaxy(CBE) 성장법과는 달리, arsine이 표면에서 분해되는 화학 반응만을 사용하여도 AlGaAs 에피탁시를 성장할 수 있음은 물론 박막내의 탄소 불순물의 농도가 크게 낮아짐을 관찰하였다. 또한 성장 온도의 변화에 따른 AlGaAs 에피탁시층의 Al 함유 과정에 대하여도 고찰하였다.