• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.447-450
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• 2000

본 논문에서는 III-V 화합물 반도체 마이크로머시닝을 위한 InP를 기반으로한 미세구조의 제조에 관하여 보고한다. InP/InGaAsP/1nP 구조를 성장시키기 위하여 수직 LPE 시스템을 사용하였다. 성장된 InGaAsP층의 두께는 0.4$\mu\textrm{m}$이고, InP top-layer의 두께는 l$\mu\textrm{m}$이었다. InGaAsP 미세구조의 제조는 front side 벌크 마이크로머시닝으로 이루어졌다. 실험결과에서 <110> 방향에서 빔의 측면에칭이<100> 방향에서의 에칭보다 더 빠르기 때문에 빔은 <110> 방향으로 정렬되어야 함을 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.105-110
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• 2013

Vapor-Liquid-Solid 방법을 이용하여 다양한 성장온도와 V/III 비율 아래 $In_xGa_{1-x}As$ 나노와이어를 실리콘 (111) 기판 위에 성장하였다. 나노와이어 성장은 화학기상증착(MOCVD)장치를 이용하였으며, 나노와이어의 구조적 특성은 주사전자현미경 및 투과전자현미경을 이용하여 분석하였다. 나노와이어의 조성비 분포를 확인하기 위하여 투과전자현미경에 장착된 Energy dispersive X-ray 분석기로 나노와이어의 길이에 따른 In과 Ga의 조성비를 측정하였다. 성장온도와 V/III 비율이 올라갈수록 In 조성비가 나노와이어 내부에서 크게 변하는 것을 확인하였는데, 이는 Vapor-Solid 방식에 의한 나노와이어 표면에서의 성장이 증가하기 때문으로 이해된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권3호
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• pp.135-139
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• 2018

본 연구에서는 HVPE 성장법을 이용하여 사파이어 기판 위에 알파 갈륨옥사이드를 성장시키며 VI/III 비의 변화에 따른 효과를 확인하였다. 성장된 알파 갈륨옥사이드의 표면은 평평하고 crack 없이 성장되었다. 성장된 갈륨옥사이드의 광학적 특성을 분석하기 위해 투과율을 측정하고 광학 밴드갭을 얻었다. 광학 밴드갭은 약 5.0 eV로 나타났고 VI/III 비가 증가함에 따라 비례하여 증가하는 결과를 보여주었다. 이론적 광학 밴드갭에 가장 근접한 VI/III 비가 23인 조건에서 성장된 알파 갈륨옥사이드의 결정성을 확인하기 위해 HR-XRD를 이용하여 FWHM을 측정하였고 이를 바탕으로 전위밀도를 계산하였을 때 나선형 전위밀도는 $1.5{\times}10^7cm^{-2}$, 칼날 전위 밀도는 $5.4{\times}10^9cm^{-2}$로 계산되었다.

• 한국결정학회지
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• 제8권2호
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• pp.81-88
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• 1997

GaN와 $NH_3$를 source gas로 사용하여 (0001) sapphire 기판에 CVPE(Chloride Vapor Epitaxy)방법으로 GaN 박막을 성장시킨후 그 특성을 조사하였다. 성장온도 $970^{\circ}C$ 부터 $1040^{\circ}C$ 영역에서 source gas의 유량비를 변화하면서 최적증착조건을 구현하였고, GaN증착이전에 $NH_3$ 가스로써 질화전처리를 하였다. 수행된 실험조건범위내에서 최적증착조건은 증착온도 $1040^{\circ}C$에서 질화전 처리 3분으로 III/V source gas의 유량비율이 2일 때 였으며, 이때의 XRD분석에서의 FWHM값은(0001) peak에서 약 0.32deg를 나타내었다. GaN박막성장속도는 이때 약 $1040^{\circ}C$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.291-291
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• 2011

1차원 반도체인 nanowires (NWs)는 전기적, 광학적으로 일반 bulk구조와 다른 특성을 가지고 있어서 현재 많은 연구가 되고 있다. 일반적으로 NWs는 Au 등의 금속 촉매를 이용하여 성장을 하게 되는데 이때 촉매가 오염물로 작용을 해서 결함을 만들어서 bandgap내에 defect level을 형성하게 된다. 본 연구는 Si(111) 기판 위에 Ga-droplet을 촉매로 사용을 하여 molecular beam epitaxy로 성장을 하였다. 성장온도는 600$^{\circ}C$로 고정을 하였고 growth rate은 GaAs(100) substrate에서 2.5 A/s로 Ga의 양을 고정하고 V/III ratio를 1부터 8까지 변화를 시켰다. As의 양에 따라서 생성되는 NWs의 개수가 증가하고 growth rate이 빨라지는 것을 확인할 수 있었다. Transmission Electron Microscopy 분석 결과 낮은 V/III ratio에서는 zincblende, wurtzite 그리고 stacking faults 가 혼재 되어 있는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결함은 소자를 만드는데 한계가 있기 때문에 pure zincblende나 pure wurtzite를 가져야 하는데 V/III ratio : 8 에서 pure zincblende구조가 되었다. Gibbs-Thomson effect에 따르면 구조적 변화는 Ga droplet과 NWs의 접면에서 크기가 중요한 역할을 한다[1]. 연구 결과 V/III ratio : 8일 때 Ga droplet의 크기가 zincblende성장에 알맞다는 것을 예상할 수 있었다. laser confocal photoluminescence 결과 상온에서 1.43 eV의 bandgap을 가지는 bulk구조와는 다른 와 1.49eV의 bandgap을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.240-240
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• 2016

반도체 양자점은 불연속적인 에너지준위의 특성 때문에 고전적인 빛과는 다른 단일광자를 방출하여 양자정보 처리과정에 기본 요소로써 사용 될 수 있다. III-Nitride (III-N) 반도체 물질은 III족 원소의 구성비를 조절하였을 때 밴드갭 에너지차이가 크므로 깊은 양자 우물을 만들 수 있으며 최근에는 기존에 연구되던 III-Arsenide 기반의 반도체 양자점과 다르게 상온 (300 K) 동작 가능한 단일광자 방출원이 개발되었다.[1] 또한 약한 split-off 에너지 때문에 양자점 모양에 작은 비대칭성만 존재해도 큰 선형편광도를 가질 수 있다. 하지만 III-N 반도체 양자점의 이러한 특성에도 불구하고 이종기판과의 격자상수 불일치에 따른 많은 threading dislocation, 압전효과에 의한 큰 내부전기장에 의해 발광 효율이 떨어지는 등의 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 반도체 양자점을 3차원 구조체와 결합하여 threading dislocation 및 내부전기장을 줄이는 연구들이 진행되고 있다.[2] 본 연구에서는 선택적 영역 성장 방식을 통해 마이크로미터 크기를 가지는 피라미드 형태의 3차원 구조체를 이용, 피라미드의 꼭지점에 형성된 InGaN/GaN 양자점의 광학적 특성에 대해 분석하였다. 저온(9 K)에서 마이크로 photoluminescence 측정을 통해 양자점의 발광파장이 피라미드의 옆면의 파장과는 다름을 확인하였다. 여기광의 세기에 따른 양자점의 발광 세기 측정하여 여기광에 선형 비례함을 보이고, 양자점의 편광도를 측정하여 선형 편광임을 확인하였다. 마지막으로, 광량에 대해 시간에 따른 상관관계를 측정함으로써 양자점이 양자 발광체의 특성을 보이는 지 확인하였다.

• Advances in nano research
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• 제3권1호
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• pp.13-27
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• 2015

Size dependent emission properties and the interband optical transition energies in group-III nitride based quantum dots are investigated taking into account the geometrical confinement. Exciton binding energy and the optical transition energy in $Ga_{0.9}In_{0.1}N$/GaN and $Al_{0.395}In_{0.605}N$/AlN quantum dots are studied. The largest intersubband transition energies of electron and heavy hole with the consideration of geometrical confinement are brought out. The interband optical transition energies in the quantum dots are studied. The exciton oscillator strength as a function of dot radius in the quantum dots is computed. The interband optical absorption coefficients in GaInN/GaN and AlInN/AlN quantum dots, for the constant radius, are investigated. The result shows that the largest intersubband energy of 41% (10%) enhancement has been observed when the size of the dot radius is reduced from $50{\AA}$ to $25{\AA}$ of $Ga_{0.9}In_{0.1}N$/GaN ($Al_{0.395}In_{0.605}N$/AlN) quantum dot.

• 대한전자공학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.11-16
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• 1984

본 논문에서는 III-V족 반도체 소자의 제작에 사용되는 액상 에피층 성장 시스템의 제작 및 이를 이용한 AIGaAs/GaAs 이중 헤테로 구조의 성장 방법에 관하여 고찰하였다. 또한 이 헤테로 구조가 발광 다이오드에 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.118-122
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• 2003

저압 MOCVD 장치를 이용하여 선택적 에피 성장 (selective area epitaxy) 기술을 개발하고, 이 기술을 이용하여 InGaAs/GaAs 양자세선(quantum wire) 구조를 성장하였다. $SiO_2$로 선택적으로 마스킹 된 GaAs 기판위에 AIGaAs/GaAs 다충 구조 및 InGaAs/GaAs 양자세선 구조를 저압 MOCVD 방법으로 성장하였다. 매끄러운 사면을 갖고 끝 부분이 뽀쪽한 삼각형 구조의 양자세선 구조가 선택적 에피 성장법에 의해 자발적으로 형성되었다. 선택적 에피층 성장을 위한 최적 조건을 알기 위해 먼저 GaAs/AlGaAs 다층구조에 대하여 여러 가지 성장변수들에 대하여 조사하였다. 성장 변수들은 성장률(growth rate), V/III 비 및 성장온도, 패턴의 정렬 방향 등이다. 양자세선에서 나오는 발광은 975 nm로 분석되었다. 측정 온도가 증가됨에 따라 삼각형 구조의 사면의 양자우물에서 나오는 발광은 급격하게 감소하였다. 그러나 양자세선에서 나오는 발광은 양자우물에서 나오는 발광에 비해 서서히 감소하였고, 50 K 이상의 온도에서는 양자세선에서 나오는 발광의 세기가 더 커졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.249-249
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• 1999

GaN과 같은 III-nitride 반도체 관한 식각 기술의 연구는 blue-emitting laser diode(LD)를 위한 경면(mirror facet)의 형성뿐만아니라 새로운 display 용도의 light emitting diodes (LED), 고온에서 작동되는 광전소자 제조 등에도 그 중요성이 증대되고 있다. 최근에는 III-nitride 물질의 높은 식각속도와 미려하고 수직한 식각형상을 이루기 위하여 ECR(Electron Cyclotron Resonance)이나 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 고밀도 플라즈마 식각과 CAIBE(Chemically assisted ion beam etching)를 이용한 연구가 진행되고 있다. 현재 제조되어 지고 있는 LED 및 LD와 같은 광소자의 구조의 대부분은 p-GaN/AlGaN/InGaN(Q.W)/AlGaN/n-GaN 와 같은 여러 층의 형태로 이루어져 있다. 이중 InGaN는 광소자나 전자소자의 특성에 영향을 주는 가장 중요한 부분으로써 현재까지 보고된 식각연구는 undoped GaN에 대부분 집중되고 있고 이에 비해 소자 특성에 핵심을 이루는 InGaN의 식각특성에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 고밀도 플라즈마원인 ICP 장비를 이용하여 InGaN를 식각하였고, 식각에는 Cl2/CH4, Cl2/Ar 플라즈마를 사용하였다. InGaN의 식각특성에 영향을 미치는 플라즈마의 특성을 관찰하기 위하여 quadrupole mass spectrometry(QMS)와 optical emission spectroscopy(PES)를 사용하였다. 기판 온도는 5$0^{\circ}C$, 공정 압력은 5,Torr에서 30mTorr로 변화시켰고 inductive power는 200~800watt, bias voltage는 0~-200voltage로 변화시켰으며 식각마스크로는 SiO2를 patterning 하여 사용하였다. n-GaN, p-GaN 층 이외에 광소자 제조시 필수적인 InGaN 층을 100% Cl2로 식각한 경우에 InGaN의 식각속도가 GaN에 비해 매우 낮은 식각속도를 보였다. Cl2 gas에 소량의 CH4나 Ar gas를 첨가하는 경우와 공정압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정 압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%CHF3 와 Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정압력을 15mTorr로 감소시키는 경우 InGaN과 GaNrks의 선택적인 식각이 가능하였다. InGaN의 식각속도는 Cl2/Ar 플라즈마의 이온에 의한 Cl2/CHF3(CH4) 플라즈마에서의 CHx radical 형성에 의하여 증가하는 것으로 사료되어 진다.