혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법을 이용하여 InGaN 층을 GaN 층이 성장된 사파이어 (0001) 기판 위에 성장하였다. InGaN 층을 성장하기 위해 금속 In에 Ga을 혼합하여 III족 소스로 이용하였으며 V족 소스로는 $NH_3$를 이용하였다. InGaN층은 금속 In에 Ga을 혼합한 소스와 HCl을 흘려 반응한 In-Ga 염화물이 다시 $NH_3$와 반응하도록 하여 성장하였다. XPS 측정을 통해 혼합소스 HVPE 방법으로 성장한 층이 InGaN 층임을 확인할 수 있었다. 선택 성장된 InGaN 층의 In 조성비는 PL과 CL을 통해서 분석하였다. 그 결과 In 조성비는 약 3%로 평가되었다. 또한, 4원 화합물인 InAlGaN 층을 성장하기 위해 In 금속에 Ga과 Al을 혼합하여 III족 소스로 사용하였다. 본 논문에서는 혼합소스 HVPE 방법에 의해 III족 소스물질로 금속 In에 Ga(Al)을 혼합한 소스를 이용하여 In(Al)GaN층을 성장할 수 있음을 확인할 수 있었다.
$In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층의 성장온도 변화에 따른 $In_{0.5}Ga_{0.5}As/In_{0.5}Al_{0.5}As$ 다중양자우물(multiple quantum wells, MQWs)의 광학적 특성을 포토루미네션스(photoluminescence, PL)와 시간분해 포토루미네션스(time-resolved PL, TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층은 기판의 온도를 $320^{\circ}C$에서 $580^{\circ}C$까지 다양하게 변화시키며 $1{\mu}m$ 성장하였으며, 그 위에 $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 층을 $480^{\circ}C$에서 $1{\mu}m$ 성장한 후 InGaAs/InAlAs MQWs을 성장하였다. MQWs는 6-nm, 4-nm, 그리고 2.5-nm 두께의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ 양자우물과 10-nm 두께의 $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 장벽으로 이루어졌다. 4-nm QW과 6-nm QW로부터 PL 피크가 나타났으나, $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 성장온도 변화가 가장 큰($320^{\circ}C$에서 $580^{\circ}C$까지 변화) 시료는 6-nm QW에서의 PL 피크만 나타났다. 낮은 온도($320^{\circ}C$에서 $480^{\circ}C$까지 변화)에서 성장한 $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층 위에 성장한 MQWs의 PL 특성이 우수하게 나타났다. 발광파장에 따른 TRPL 결과로 4-nm QW과 6-nm QW에서의 캐리어 소멸시간을 얻었다.
Distributed optical feedback by gain coupling in V-groove quantum-wire lasers is investigated using InGaAs/AlGaAs active materials grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). In order to avoid grating overgrowth during the fabrication of DFB structures, a newly developed constant MOCVD growth method is employed. Gain anisotropy in emission spectra near Bragg wavelength, resulting from optical feedback along the DFB direction, is clearly observed at room temperature.
Kim, Dong Hak;Jeong, Hae Yong;Choi, Young Su;Park, Deoksoo;Jeon, Young-Jin;Jun, Dong-Hwan
Applied Science and Convergence Technology
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제26권5호
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pp.139-142
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2017
In this paper, InP-based InGaAs/InAlAs quantum cascade lasers(QCLs) providing nearly zero emission wavelength mismatch between the measured emission wavelength and the designed transition wavelength of QCLs is presented. The zero emission wavelength mismatch of QCLs influenced by both the accurate compositions and thicknesses of the low-pressure metal-organic vapor-phase epitaxy(MOVPE) grown InGaAs and InAlAs layers throughout the core and the abrupt composition transitions between InGaAs and InAlAs layers. The abrupt interfaces between InGaAs and InAlAs layers have been achieved throughout the core structure by means of controlling individually purged vent/run valves of a closed coupled showerhead reactor. In addition, maintaining substrate temperature constant during InGaAs/InAlAs core growth was a partial factor of uniformity improvement of QCLs. These approaches for reducing the possible discrepancies between the designed and MOVPE grown epitaxial structures could lead to improvement of QCL performance.
In this paper, both feasible power gain and power added efficiency at the operating center frequency of 12 GHz are stressed to design a power FET with double-heterjunction structure. The variable parameters or the design are the unit gate width, the gate length, the doping density of AlGaAs, the AlGaAs thickness, the spacer thickness, the Al mole fraction, and the GaAs well thickness. The results of simulation for the FET with 1.mu.m gate length show that the power gain and the power added efficiency are 10.2 dB and 36.3% at 12GHz, respectively. An extrapolation of the relation between current gain and unilateral gain yields a 17 GHz cutoff frequency and 43GHz maximum frequency of oscillation. The calculation of the current versus voltage characteristics show that the output power of the device is about 0.62W.
양자우물 구조를 사용한 HEMT(High Electron Mobility Transistor)는 고속 스위칭 소자와 초고주파 통신용 소자 및 센서에에 우수한 동작특성을 갖고 있다. 본 논문에서는 AlInAs/InP HEMT의 heterostructure를 파동방정식과 Poisson 방정식을 self-consistent 한 방법으로 해석하였다. 파동방정식으로 junction의 전자농도를 계산하고, Poisson 방정식을 해석하여 potential profile에 의한 전자 농도가 heterostructure에서 self-consistent가 되도록 연산하였다. 끝으로 AlInAs/InP 구조에서 positively ionized donor, valance band에서의 hole, conduction band의 free electron과 구조내의 2DEG를 AlGaAs/GaAs 및 AlGaAs/InGaAs/GaAs와 비교하였다.
A new etching technique of meltback was investigated for GaAs lensed optical devices with selective windows opending in the LPE (liquid phase epitaxy) system. In the meltback process, the etch depth and the etch shape were controlled by the degree of under-saturation, etch time and other parameters. A GaAs/AlGaAs DH layer was grown on the selectively etched hemispherical well for optical device application such as lensed surface emitting LED. The regrowth process were related with the coolin grate and the well to well spacing. A novel surface emitting LED with hemispherical AlGaAs lens was fabricated using the meltbakc and regrowth as the key process for AlaAs lens array. The light emitting efficiency of the LED was upto three times higher than the similar structure LED without lens. The meltback and regrowth technique was applicable to manufacture the optical device in LPE.
HMC(Hybrid Monte Carlo)시뮬레이션을 이용하여 InAlGaAs/InGaAs HBT의 비평형 고속전송을 해석하였고, 전송시간 및 차단주파수를 향상시키기 위하여 에미터-베이터 이종접합과 콜렉터 구조를 최적 설계 하였다. 시뮬레이션 결과, 에미터 조성경사영역에서 Al 몰비를 xf=1.0에서 xf=0.5로 변화시킬 경우 베이스 전송시간이τb=0.21ps로 가장 짧았다. 콜렉터 전송시간을 단축시킬 목적으로 콜렉터와 베이스 사이에 n\sup +\형 (콜렉터-Ⅰ), I형(콜렉터-Ⅱ), p형(콜렉터-Ⅲ), 콜렉터를 삽입하여 베이스-콜렉터 공간전하영역의 전계분포를 전자의 비평형고속전송을 유지하도록 설계하였다. 콜렉터-Ⅲ 구조에서는 전자의 음이온화된 억셉터가 콜렉터의 전계를 감소시킴으로써 전자가 Γ 밸리에서 먼 거리까지 전송을 가능하게 하여 가장 짧은 콜렉터 전송시간을 나타내었다. 결론적으로 가장 짧은 전송시간 τec는 Al 몰비가 xf=0.5인 에미터 구조와 콜렉터-Ⅲ에서 0.87psec이었고, 차단주파수 ft=183GHz를 나타내었다.
MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)에 의해 성장된 InGaAs/AlGaAs 물질을 이용하여 V-형 양자선 (V-groove quantum-wire) 어레이(array) 구조에서 이득 결합(gain-coupling)에 의한 분포 광귀환(distributed optical feedback) 특성을 조사하였다. 분포 귀환형 (distributed feedback, DFB) 구조를 제작하는 동안 격자 재성장(grating overgrowth)을 피하기 위하여, 새롭게 개발된 constant MOCVD 성장 방법을 적용하였고, Bragg 파장에서 DFB 방향으로 광귀환의 결과인 스펙트럼의 이득 이방성(gain asymmetry)을 실험적으로 관찰하였다.
비정질 Ga 박막은 벌크에 비해 높은 초전도 임계온도와 임계자기장 값을 보이나 그 특성은 불안정하여 상온에 한번 노출되면 그 초전도 특성을 잃어버리게 된다. 이 논문에서는 Ga/Al 두층 박막을 제작하여 이러한 비정질 Ga 박막의 불안정한 초전도 특성을 개선할 뿐만 아니라 기존의 스핀검출에 응용되고 있는 Al 박막을 대체할 수 있는 가능성을 연구하였다. 극초진공 분자빔박막 증착장비(UHV-MBE)를 사용하여 Ga/Al 두층 박막을 제작하고, 표면의 적절한 플라즈마 산화 처리에 의한 Ga/Al/$Al_2O_3$/Fe의 터널 접합구조를 제작하여 Ga/Al 박막의 초전도 특성을 측정하였다. 한편, Ga/Al 박막의 표면 특성은 Auger 전자 분광기를 이용하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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