• 제목/요약/키워드: Epitaxial crystal growth

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Si(001) 기판 위에 HWE 방법으로 성장한 GaN 박막 성장 (Growth of GaN epilayer on the Si(001) substrate by hot wall epitaxy)

  • 이훈;윤창주;양전욱;신영진
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.273-279
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    • 1999
  • Si(001)을 기판으로 한 GaN 박막을 성장하기 위하여 hot wall epitaxy(HWE) 장치를 자체 제작하였다. HWE 장치를 이용하여 Si(001) 기판 위에 GaN 박막에 대한 상온에서의 광 발광(PL) 측정에서 GaN 초기층 성장온도가 $700^{\circ}C$ 보다 낮은 온도 조건에서 성장된 GaN 박막이 Zinc blende 구조와 Wurzite 구조가 혼합되어 성장되어지는 것으로 추측되며, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 성장된 GaN 박막이 주로 wurtzite 구조로 성장된다는 것을 알 수 있다. 그리고 x-선 회절 측정으로부터 성장한 GaN 박막이 Zinc blende와 Wurtzite의 두가지 구조가 혼합된 형태로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. GaN 박막을 성장하기 위한 조건에서 초기층 성장조건은 증발부의 온도 $860^{\circ}C$와 기판부의 온도가 $720^{\circ}C$ 근처에서 4분동안 성장하였을 때 Wurtzite의 특성을 보이며, GaN 박막의 성장조건은 기판부의 온도 $1020^{\circ}C$, 증발부의 온도 $910^{\circ}C$에서 그리고 Ammonia gas의 유량을 120 sccm으로 하였을 때 보다 안정한 Wurtzite 구조특성을 보이게 되었다.

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분자선에피택시에 의해 Si (100) 기판 위에 성장한 GaAs 에피층의 특성에 대한 기판 세척효과 (Effects of Substrate Cleaning on the Properties of GaAs Epilayers Grown on Si(100) Substrate by Molecular Beam Epitaxy)

  • 조민영;김민수;임재영
    • 한국진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.371-376
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    • 2010
  • 분자선 에피택시 장비를 이용하여 두 단계 방법(two-step method)으로 Si (100) 기판 위에 GaAs 에피층을 성장하였다. Si 기판은 초고진공을 유지하고 있는 MBE 성장 챔버 속에서 세척 방법을 달리하여 Si 기판표면에 존재하는 불순물(산소, 탄소 등)을 제거하였다. 첫 번째는 Si 기판을 몰리브덴 히터를 사용하여 $800^{\circ}C$로 직접 가열하였다. 두 번째는 Si 기판 표면에 As 빔을 조사시켜 주면서 $800^{\circ}C$로 Si 기판을 가열하였다. 세 번째는 Si 기판 표면에 Ga을 증착한 후 Si 기판을 $800^{\circ}C$로 가열하였다. 이와 같은 세 가지 다른 조건으로 세척한 Si(100) 기판 위에 성장한 GaAs 에피층의 특성은 reflection high-energy electron diffraction (RHEED), atomic force microscope (AFM), double crystal x-ray diffraction (DXRD), photoluminescence (PL), photoreflectance(PR) 등으로 조사하였다. Ga 빔을 증착하여 세척한 Si 기판 위에 성장된 GaAs 에피층의 RHEED 패턴은 ($2{\times}4$) 구조를 가지고 있었다. Ga 빔을 증착하여 세척한 Si 기판 위에 성장된 GaAs 에피층이 가장 좋은 결정성을 가지고 있었다.

EFG 법으로 성장시킨 β-Ga2O3 단결정의 다양한 결정면, off-angle에 따른 epitaxial layer의 특성 분석 (Characterization of epitaxial layers on beta-gallium oxide single crystals grown by EFG method as a function of different crystal faces and off-angle)

  • 채민지;서선영;장희연;신소민;김대욱;김윤진;박미선;정광희;강진기;이해용;이원재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.109-116
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    • 2024
  • β-Ga2O3는 4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 항복전압으로 전력 소자 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있는 대표적인 UWBG(Ultra-wide Band-gap) 반도체이다. 또한 용액 성장이 가능하기 때문에 SiC, GaN에 비해 성장 속도가 빠르고 생산 비용이 저렴하다는 장점이 있다[1,2]. 본 연구에서는 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 법을 통해 Si 도핑 된 β-Ga2O3 단결정을 성장시키는 데에 성공하였다. 성장 방향과 성장 주 면은 각각 [010] / (001)로 설정하였으며 성장속도는 7~20 mm/h이다. 성장시킨 β-Ga2O3 단결정은 다양한 결정 면 방향(001, 100, ${\bar{2}}01$)과 off-angle(1o, 3o, 4o)에 따라 절단하여 표면 가공을 진행하였고, 가공 후 HVPE(Halide vapor phase epitaxy) 법을 이용해 epi-ready 기판 위에 homoepitaxial 층을 성장시켰다. 가공 후의 샘플과 epi-layer를 성장시킨 샘플을 XRD, AFM, OM, Etching 등의 분석을 통해 결정면과 off-angle에 따른 표면 특성을 비교하였다.

New Mechanism of Thin Film Growth by Charged Clusters

  • Hwang, Nong-Moon;Kim, Doh-Yeon
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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    • pp.115-127
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    • 1999
  • The charged clusters or particles, which contain hundreds to thousands of atoms or even more, are suggested to form in the gas phase in the thin film processes such as CVD, thermal evaporation, laser ablation, and flame deposition. All of these processes are also used in the gas phase synthesis of the nanoparticles. Ion-induced or photo-induced nucleation is the main mechanism for the formation of these nanoclusters or nanoparticles inthe gas phase. Charged clusters can make a dense film because of its self-organizing characteristics while neutral ones make a porous skeletal structure because of its Brownian coagulation. The charged cluster model can successfully explain the unusual phenomenon of simultaneous deposition and etching taking place in diamond and silicon CVD processes. It also provides a new interpretation on the selective deposition on a conducting material in the CVDd process. The epitaxial sticking of the charged clusters on the growing surface is gettign difficult as the cluster size increases, resulting in the nanostructure such as cauliflowr or granular structures.

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Chemisorption of CO on ultrathin epitaxial Ni films n Cu(001) surface

  • E.K. Hwang;J.J. Oh;Lee, J.S.;Kim, S.K.;Kim, J.S.;Kim, J.S.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.182-182
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    • 1999
  • The chemisorption effect of CO on the Ni/Cu(001) surface was investigated using LEED(Low Energy Electron Diffraction) and EELS(Electron Energy Loss Spectrscopy0 under the UHV conditions. after mounting the Cu(001) single crystal in the UHV chamber (base pressure 1$\times$10-10Torr), a clean surface was obtained after a few cycles of repeated Ar+ ion sputtering and annealing at about 40$0^{\circ}C$. The epitaxial thin Ni films were formed on the Cu(001) by evaporation from 99.999% Ni block. The pseudomorphic growth and the orderness of the thin Ni films were monitored by c(2$^{\circ}C$2) LEED pattern. CO adlayers on Ni epitaxial thin films were prepared by dosing pure CO has through a leak valve. After CO adsorpton at room temperature, two pairs of peaks were observed by EELS, whose relative intensities are changed as the film thickness is varied and time is elapsed. These two pair of peaks are likely related to different bonding sites (-top and bridge sites) of C-Ni as well as C-O vibration. Experimental results and qualitative interpretation of the spectra wille be discussed. The possibility of using EELS in combination with probe species (CO) to investigate the nature of thin film growth is mentioned. We will report the experimental result of O2 dosage on Ni film and interaction of CO and O2.

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Binding energy study from photocurrent signal inphotoconductive a $ZnIn_2S_4$ thin films

  • Hong, Kwang-Joon
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.380-380
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    • 2010
  • The chalcopyrite $ZnIn_2S_4$ epilayers were grown on the GaAs substrate by using a hot-wall epitaxy (HWE) method. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $ZnIn_2S_4$ have been estimated to be 0.1541 eV and 0.0129 eV, 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 $ZnIn_2S_4$/GaAs epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_{1^-}$, $B_{1^-}$, and $C_1$-exciton peaks for n = 1. Also, we obtained the $A_{\infty^-}$ and B-exciton peaks from the PC spectrum at 293 K.

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하부 광결정에 따른 InGaN/GaN 양자우물구조의 청색발광 다이오드 발광 특성 (Bottom photonic crystals-dependent photoluminescence of InGaN/GaN Quantum-Well Blue LEDs)

  • 조성남;최재호;김근주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.52-54
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    • 2008
  • The authors investigated the InGaN/GaN multi-quantum well blue light emitting diodes with the implements of the photonic crystals fabricated at the top surface of p-GaN layer or the bottom interface of n-GaN layer. The top photonic crystals result in the lattice-dependent photoluminescence spectra for the blue light emitting diodes, which have a wavelength of 450nm. However, the bottom photonic crystal shows a big shift of the photoluminescence peak from 444 nm to 504 nm and played as a role of quality enhancement for the crystal growth of GaN thin film. The micro-Raman spectroscopy shows the improved epitaxial quality of GaN thin film.

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Growth of $La_{2-x}$$Sr_x$Cu$O_4$Single Crystals for Device Application

  • Tanaka, Isao
    • Progress in Superconductivity
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    • 제4권1호
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    • pp.14-18
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    • 2002
  • We had succeeded to grow bulk sing1e crystals of La/sub 2-x/Sr/sub x/$CuO_4$by the traveling solvent floating zone method (TSFZ), and to prepare La/sub 2-x/Sr/sub x/CuO$_4$single-crystalline thick films on the Zn-doped La$_2$$CuO_4$ substrate by new liquid phase epitaxial technique using an infrared heating furnace (IR-LPE). In this paper, Ireview growth of bulk single crystals and single-crystalline thick films of La/sub 2-x/Sr/sub x/$CuO_4$, and discuss on their device properties to develop high speed integrated electronic devices.

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코딩-열분해법에 의해 제조한 BaTiO$_3 $ 박막의 결정 성장을 위한 낮은 산소 분압에서의 열처리 (Annealing under low oxygen partial pressure for crystal growth of BaTiO$_3 $thin films prepared by coating-pyrolysis process)

  • 김승원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.111-115
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    • 2000
  • Ba과 Ti의 금속 유기 화합물을 이용하여 (100) $SrTiO_3$ 기판 위에 $BaTIO_3$ 박막을 코팅-열분해법으로 제조하였다. $450^{\circ}C$에서 사전 열처리한 비정질상의 박막은 $2\times 10^{-4}$ atm으로 조정된 산소 분압 하에서 $700^{\circ}C$ 이상의 온도로 열처리함으로써 결정화되었다. $800^{\circ}C$ 이하에서 제조한 박막의 기판에 수직한 면의 격자상수는 cubic $BaTIO_3$의 a 값에 가까우면 $800^{\circ}C$ 이하에서 제조한 박막의 tetragonal $BaTIO_3$ 의 a 값에 가까 웠다. 박막과 기판의 정렬상태를 XRD $\beta$ scan과 pole-figure로 분석한 결과 $BaTIO_3$ 박막은 $SrTiO_3$ 기판과 에피택시 관계가 있었다. $800^{\circ}C$에서 열처리한 박막의 표면은 0.4${\mu}m$ 정도의 섬 형태의 입자로 구성되어 있었고 약 0.8$\mu\textrm{m}$의 두께를 가진 단면은 구형의 입자가 층을 이루고 있었다.

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전자빔 증착법에 의한 CdSe/GaAs epilayer의 성장과 그 전기-광학적 특성 (Growth and electro-optical characteristics of CdSe/GaAs epilayers prepared by electron beam epitaxy)

  • 양동익;신영진;이춘호;최용대;유평렬
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.70-75
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    • 1997
  • Electron beam 증착법을 보완하여 GaAs(100)기판위에 cubic(zinc blende) CdSe 에피충을 성장시켜 그의 특성을 조사하였다 .. CdSe 에피충의 격자 상수는 6.077 A였으며, 배향 성은 ECP 패번에 의하여 확인되고 결정성은 DCXR curve로 관찰하였다. 상온에서 측정된 H Hall data로는 에피충의 운반자 농도와 이통도는 각각 1018cm-3, 102cm2N' see 정도임을 알았 고 30 K에서 측정한 PC spectra peak는 cubic CdSe의 free exciton에 기인된 것으로 1.746 e eV에서 예리하게 나타냐고 있음을 보여주고 있다.

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