We fabricated distributed feedback InGaAsP/InP laser diodes for optical fiber communication module and characterized the lasing properties in continuous wave operation. The active layer of 7-period InGaAsP(1.127 eV)/InGaAsP(0.954 eV) multi-quantum well structure was grown by the metal-organic chemical vapor deposition. The grating for waveguide was also fabricated by the implementation of the Mach-Zehender holographic method of two laser beams interference of He- Cd laser and the fabricated laser diode has the dimension of the laser length of $400{\mu}m$ and the ridge width of $1.2{\mu}m$. The laser diode shows the threshold current of 3.59 mA, the threshold voltage of 1.059 V. For the room-temperature operation with the current of 13.54 mA and the voltage of 1.12 V, the peak wavelength is about 1309.70 nm and optical power is 13.254 mW.
Blue light emitting diode structures consisting of the InGaN/GaN multiple quantum wells were grown by metalorganic chemical vapor deposition at different growth temperatures for the p-GaN contact layers and the influence of growth temperature on the emission and microstructural properties was investigated. The I-V and electroluminescence measurements showed that the sample with a p-GaN layer grown at $1084^{\circ}C$ had a lower electrical turn-on voltage and series resistance, andenhanced output power despite the low photoluminescence intensity. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that the intense electro luminescence was due to the formation of a p-GaN layer with an even distribution of Mg dopants, which was confirmed by TEM image contrast and strain evaluations. These results suggest that the growth temperature should be optimized carefully to ensurethe homogeneous distribution of Mg as well as the total Mg contents in the growth of the p-type layer.
The electrical properties of the GaN-based green light emitting diodes(LEDs) with the Mg-doped p-GaN layer activated in $N_2$ or $O_2$ ambient have been compared. For the $N_2$ -ambient activation the current-voltage behavior of LEDs has been found to be improved when the Mg dopants activation was performed in the higher temperature. However, for the $O_2$-ambient activation the current-voltage characteristic has been observed to be enhanced when the Mg dopants activation was carried out in the lower temperature. The minimum forward voltage at 20mA was obtained to be 4.8 V for LEDs with the p-GaN layer activated at $900^{\circ}C$ in the $N_2$ ambient and 4.5V for LEDs with the p-GaN layer treated at $700^{\circ}C$ in the $O_2$ambient, repectively. The forward voltage reduction of the LEDs treated in the $O_2$-ambient may be related to the oxygen co-doping of the p-GaN layer during the activation process. The $O_2$ -ambient activation process is useful for the enhancement of the LED performance as well as the fabrication process since this process can activate the Mg dopants in the low temperature.
Kim, J.H.;S.J. Kang;S.J. Jo;J.D. Song;Lee, Y.T.;J.I. Song
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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pp.16-19
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2000
DC and low frequency noise characteristics of InGaP/InGaAs pseudomorphic HEMTs (p-HEMTs) grown by compound source MBE are investigated for temperature range of 150K to 370K. Equivalent input noise spectra( $S_{iv}$ ) were measured as a function of frequency and temperature. $S_{iv}$ was measured to be 3.4 $\times$ 10$^{-12}$$V^2$/ Hz at 1kHz for 1.3 X 50${\mu}{\textrm}{m}$$^2$InGaP/InGaAs p-HEMT at room temperature. Measurements of the low-frequency noise spectra of the p-HEMT as a function of temperature show that the trap with an activation energy level around 0.589 eV is a dominant trap that accounts for the low-frequency noise behavior of the device. The normalized extrinsic gm frequency dispersion of the p-HEMT. was as low as 2.5% at room temperature, indicating that the device has well-behaved low-frequency noise characteristics. Sub-micron (0.25 $\times$ 50${\mu}{\textrm}{m}$$^2$) gate p-HEMT showed $f_{T}$ and $f_{max}$ of 40GHz and 108GHz, respectively.y.y.
In this work, we investigate ohmic contacts to p-type GaN using a Pt/Cu/Au metallization scheme in order to achieve low resistance and thermally stable ohmic contact on p-GaN. An ohmic contact formed by a metal electrode deposited on a highly doped InGaN/GaN superlattice sturucture on p-GaN layer. The specific contact resistance is $1.56{\times}10^{-6}{\Omega}cm^2$ for the as-deposited sample, $1.35{\times}10^{-4}{\Omega}cm^2$ for the sample annealed at $250^{\circ}C$ and $6.88{\times}10^{-3}{\Omega}cm^2$ for the sample annealed at $300^{\circ}C$.
본 논문에서는 평탄형 GaAs 기판과 $2^{\circ}$, $6^{\circ}$, $10^{\circ}$경사형 GaAs 기판 등 네 종류의 기판에 유기금속 기강성장장치를 이용하여 InGaP 에피막을 성장시켰고, 기판-에피막간의 격자부정합, 탄성변형, 격자굴곡, 부정합응력 등을 측정하여 기판 경사도, 즉 misorientation이 InGaP 에피막의 탄성특성에 미치는 영향에 대해 최초로 연구하였다. 또한 에피막의 x-선 반치폭과 PL강도 및 PL 반치폭, 발진파장 등을 측정하여 기판의 경사도가 에피막의 결정질에 미치는 영향에 대하여도 연구하였다. 시료 분석은 TXRD(tripple-axis x-ray diffractometer)와 저온 (11K) PL(photoluminescence)를 이용하여 수행했다. 기판 경사도 증가에 따라 Ga 원자의 흡착율이 평탄기판의 경우에 비해 상대적으로 증가하였으며, x-선 반치폭이 감소하였다. 또한 선형 탄성이론에 입각하면 격자 misfit 감소에 따라 부정합응력도 감소해야 하나, 반대로 미세하게 증가하는 현상이 관측되었으며 이는 경사기판을 사용할 때 접계면의 에피막 원자의 탄성효율이 향상되는 것에 기인함을 밝혔다. 그리고 기판의 경사도가 증가함에 따라 PL발진파장이 감소하였고, PL 강도는 증가하였으며, PL 반치폭은 감소하였다. 따라서 본 연구에서는 경사기판을 사용할 때 접계면의 탄성효율이 향상되고, InGaP 에피막의 결정질이 향상됨을 밝혔다.
InGaAs/InGaAsP 다층박막을 corrugation이 형성된 InP 기판위에 MOVPE 방법을 이용하여 성장 시킨 후 성장조건에 따른 corrugation 높이의 변화와 석출상에 대하여 투과전자현미경을 이용하여 시킨 후 성장조건에 따른 corrugation 높이의 변화와 석출상에 대하여 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. Corrugation이 형성된 InP 기판을 PH3 및 AsH3가스를 동시에 공급해 주었는데 AsH3 가스의 압력이 높으면(1.8x10-2torr)많은 양의 As를 포함한 In1-xAsxP(x=0.3)석출상이 격자결함과 더불어 형성되었다. 반면에 AsH3 가스의 압력이 낮을때는 (1.0x10-3torr) corrugation의 높이가 30nm이었고, 적은 양의 As를 포함한 In1-xAsxP(x<0.1)석출상이 격자결함이 없이 형성되었다.
밀리미터파는 새로운 민간 통신 서비스에 있어 무한한 주파수 자원의 보고로 볼 수 있다. 과거 이의 활용은 빈약한 부품기술로 인해 군무기체계 이외에는 도외시되었으나, '80년대 이후 GaAs pHEMT device 개발과 공정기술의 비약적인 발전으로 이를 민간 서 비스에 활용하는 것이 가능하게 되었다. 특히 GaAs p pHEMT 공정기술은 회로 설계시 필요한 대다수의 수동부품을 동시에 집적할 수 있어 hybrid 설계시 발생하는 조립의 문제점을 대다수 해결하고 있다. 이보다 늦게 시작된 InP를 기반으로한 pHEMT의 경우 GaAs의 앞서 언급한 속성을 그대로 지니며 더 높은 주파수에 적용 가능하여 밀리미터파 활용 전망 을 더욱 밝게 하고 있다. 본 논문에서는 이들의 개발 현황 및 이들을 이용한 집적회로의 현황을 살펴보고 향후 발전 방향을 예측하고자 한다.
Si, GaAs, InP 및 $In_{0.53}Ga_{0.47}AS$ 계단형 $p^{+}n$ 접합에서의 항복전압을 위한 해석적 표현식을 유도하였다. 해석적 항복전압을 위해 각 물질에 대한 Marsland의 lucky drift 파라미터를 이용하여 유효이온화계수를 각각 추출하였고, 이의 이온화 적분을 통해 얻은 해석적 항복전압 결과는 $10^{14}cm\;^{-3}\~5\times10\;^{17}cm\;^{-3}$도핑 농도 범위에서 실험 결과와 $10\%$ 오차 범위 이내로 잘 일치하였다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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