• 제목/요약/키워드: InAs/AlAs

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GaAs 기판위에 성장된 단결정 AlAs층의 선택적 산화 및 XPS (X-ray photonelectron spectroscopy) 분석 (Selective Oxidation of Single Crystalline AlAs layer on GaAs substrate and XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) Analysis)

  • 이석헌;이용수;태흥식;이용현;이정희
    • 센서학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.79-84
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    • 1996
  • $n^{+}$형 GaAs 기판위에 MBE로 $1\;{\mu}m$ 두께의 GaAs층과 AlAs층 및 GaAs cap 단결정층을 차례로 성장시켰다. AlAs/GaAs epi층을 $400^{\circ}C$에서 각각 2시간 및 3시간동안 $N_{2}$로 bubbled된 $H_{2}O$ 수증기(水蒸氣)($95^{\circ}C$)에서 산화시켰다. 산화시간에 따른 산화막의 XPS 분석결과, 작은 양의 $As_{2}O_{3}$ 및 AlAS 그리고 원소형 As들이 2시간동안 산화된 시편에서 발견되었다. 그러나 3시간동안 산화시킨 후에는, 2시간동안 산화시켰을 때 산화막내에 존재하던 소량의 As 산화물과 As 원자들은 발견되지 않았다. 따라서 As-grown된 AlAs/GaAs epi층은 3시간동안 $400^{\circ}C$의 산화온도에서 선택적으로 $Al_{2}O_{3}/GaAs$으로 변화되었다. 그러므로 산화온도 및 산화시간은 AlAs/GaAs 계면에서 결함이 없는 표면을 형성하고 기판쪽으로 산화가 진행되는 것을 멈추기 위해서는 매우 결정적으로 작용하는 것으로 조사되었다.

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자연 성장된 InAs/AlAs 양자점의 Photoreflectance 특성 (Self-Assembled InAs/AlAs Quantum Dots Characterization Using Photoreflectance Spectroscopy)

  • 김기홍;심준형;배인호
    • 한국진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.208-212
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    • 2009
  • MBE법으로 성장된 InAs/AlAs 양자점(quantum dots; QD) 구조의 광학적 특성을 photoreflectance(PR) 이용하여 조사하였다. Wetting layer(WL) 두께에 따른 전체 장벽의 폭이 달라짐에 따라 GaAs 완충층 및 WL 신호의 세기가 변화되었다. QD 층이 식각된 시료의 상온 PR측정 결과로부터 $1.1{\sim}1.4\;eV$ 영역의 완만한 신호는 InAs QDs과 WL에 관련된 신호임을 알았다. 온도 $450{\sim}750^{\circ}C$범위에서 열처리 시켰을 때 WL층의 PR 신호가 red shift하였는데, 이는 열처리 후 InAs WL와 AlAs층 사이에 Al과 In의 내부 확산에 의해 양자점의 크기가 균일하게 재분포 되고, WL의 임계 두께가 증가하였음을 나타낸다.

열처리 온도에 의한 디지털 합금 InGaAlAs 다중양자우물의 발광특성 변화

  • 조일욱;변혜령;류미이;송진동
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.414-414
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    • 2013
  • InGaAlAs/InP은 $1.3{\sim}1.55{\mu}m$ 레이저 다이오드 응용을 위한 InGaAsP/InP를 대체하기 위한 물질로 많은 관심을 받아왔다. 디지털 합금 InGaAlAs 다중양자우물(multiple quantum wells: MQWs) 시료는 MBE (molecular beam epitaxy) 장비를 이용하여 n-InP 기판 위에 성장하였다. 양자우물과 장벽은 각각 (InGaAs)0.8(InAlAs)0.2와 (InGaAs)0.4(InAlAs)0.6 SPSs (short-period superlattices)로 $510^{\circ}C$에서 성장하였다. 발광특성을 향상시키기 위하여 질소분위기에서 $700^{\circ}C$ $750^{\circ}C$ 또는 $800^{\circ}C$에서 30초간 열처리(rapid thermal annealing: RTA)하였다. RTA 온도에 따른 디지털 합금 InGaAlAs MQWs의 발광특성을 분석하기 위해 PL (photoluminescence)과 TRPL(time-resolved PL)을 이용하였다. RTA 온도에 따른 InGaAlAs MQWs 시료의 발광 메카니즘 및 운반자 동력학을 연구하기 위하여 발광파장 및 온도에 따른 TRPL을 측정하였다. 저온(10 K)에서 PL 피크는 RTA 온도를 $700^{\circ}C$에서 $750^{\circ}C$로 증가하였을 때 1,242 nm에서 1,245 nm로 장파장 영역으로 이동하였다가 $800^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 단파장 영역으로 이동하여 1,239 nm에서 나타났다. 또한 PL 세기는 RTA 온도를 증가함에 따라 증가함을 보이다가 RTA 온도를 $800^{\circ}C$로 증가하였을 때 PL 세기는 감소하였다. 발광소자 개발을 위한 InAlGaAs MQWs 시료의 최적의 열처리 조건을 이러한 PL과 TRPL 결과로부터 결정할 수 있다.

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AlGaAs/InGaAs/GaAs Pseudomorphic 구조의 MOCVD 성장 및 2차원 전자가스의 전송특성 (MOCVD Growth of AlGaAs/InGaAs/GaAs Pseudomorphic Structures and Transport Properties of 2DEG)

  • 양계모;서광석;최병두
    • 한국진공학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.424-432
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    • 1993
  • AlGaAs/InGaAs/GaAs pseudomorphic structures have been grown by atmosheric pressure-MOCVD . The Al incorporation efficiency is constant but slightly exceeds the Ga incorporation during the growth of AlGaAs layers at $650^{\circ}C$ . Meanwhile , the In incorporation efficiency is constant but slightly less than the Ga incorporation in InGAAs layers. InGaAs/GaAs QWs were grown and their optical properties were characterized . $\delta$-doped Al0.24Ga0.76As/In0.16 Ga0.84As p-HEMT structures were successfully grown by MOCVD and their transport properties were characterized by Hall effect and SdH measurements. SdH Measurements at 3.7K show clear magnetoresistance oscillations and plateaus in the quantum Hall effect confirming the existence of a two-dimensional electron gas(2DEG) and a parallel conduction through the GaAs buffer layer. The fabricated $1.5\mu\textrm{m}$gatelength p-HEMTs having p-type GaAs in the buffer layer show a high transconductance of 200 mS/mm and a good pinch-off characteristics.

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Self-Consistent Subband Calculations of AlGaN/GaN Single Heterojunctions

  • Lee, Kyu-Seok;Yoon, Doo-Hyeb;Bae, Sung-Bum;Park, Mi-Ran;Kim, Gil-Ho
    • ETRI Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.270-279
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    • 2002
  • We present a self-consistent numerical method for calculating the conduction-band profile and subband structure of AlGaN/GaN single heterojunctions. The subband calculations take into account the piezoelectric and spontaneous polarization effect and the Hartree and exchange-correlation interaction. We calculate the dependence of electron sheet concentration and subband energies on various structural parameters, such as the width and Al mole fraction of AlGaN, the density of donor impurities in AlGaN, and the density of acceptor impurities in GaN, as well as the electron temperature. The electron sheet concentration was sensitively dependent on the Al mole fraction and width of the AlGaN layer and the doping density of donor impurities in the AlGaN. The calculated results of electron sheet concentration as a function of the Al mole fraction are in excellent agreement with some experimental data available in the literature.

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Al이 도핑된 GaInAsSb/GaSb의 경계면에서의 밴드정렬 (Band alignments in Al-doped GaInAsSb/GaSb heterojunctions)

  • 심규리
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.225-231
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    • 2016
  • GaSb 기판위에 Al이 도핑된 GaInAsSb(Al-GaInAsSb)에 대한 최고 가전대 준위(VBM)와 최저 전도대 준위(CBM) 변화를 범용적 밀접결합방법에 근거한 해석적 근사법을 이용하여 계산하였다. GaSb와 Al-GaInAsSb 의 상대적 VBM과 CBM 준위에 따라 경계면에서의 밴드정렬 타입과 가전자대 오프셋(VBO)과 전도대 오프셋(CBO)이 결정된다. 본 논문에서는 Al 도핑이 GaInAsSb의 양이온 자리에 치환된다는 가정하에 이론이 전개 되었으며, Al은 부식등으로 결정의 질을 떨어트릴 수 있는 요인이 되므로 20 %까지 제한하였다. Al 도핑 결과, 전 구간에서 제 II 형의 밴드정렬형태를 갖게 되며, 밴드갭이 증가되는 반면 VBO와 CBO 는 감소됨을 알수 있었다. CBO 에 대한 감소비율 VBO 보다 더 크므로, Al 도핑은 경계면에서의 전자 콘트롤에 더 효율적으로 작용함을 알 수 있었다. Al-GaInAsSb은 전 구간에서 $E({\Gamma})$가 E(L)이나 E(X)보다 낮은 직접 갭을 나타 내고 있지만, Sb 성분이 많아지면(70~80 % 이상) E(L)과 E(X)이 $E({\Gamma})$에 가까워져서 전자 이동도에 영향을 주어 광학적 효율이 다소 떨어질 수 있음을 알 수 있었다.

$Al_{0.24}Ga_{0.76}As/GaAs$ 에피층에서의 표면 광전압에 관한 연구 (A study on surface photovoltage of $Al_{0.24}Ga_{0.76}As/GaAs$ epilayer)

  • 유재인;김도균;김근형;배인호;김인수;한병국
    • 한국진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.116-121
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    • 2000
  • Molecular beam epitaxy(MBE)로 성장시킨 $Al_{0.24}Ga$$_{0.76}As/GaAs$ 에피층 구조의 표면 광전압을 측정하였다. 측정된 신호로부터 구한 $Al_{0.24}Ga$$_{0.76} As/GaAs$ 에피층, GaAs 기판 그리고 GaAs 완충층의 밴드갭 에너지는 각각 1.72, 1.40 그리고 1.42 eV이다. 이는 phoareflectance(PR) 측정 결과와 잘 일치하였다 그리고 $Al_{0.24}Ga $_{0.76} As/GaAs$ 에피층이 GaAs기판의 표면 광전압세기 보다 약 3배 정도 작게 나타났는데 이는 캐리어의 이동도 차이로 나타나는 현상으로 해석된다. 또한 표면 광전압의 온도 의존성으로부터 Varshni 식의 계수들을 구하였다.

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(InAs)n(AlAs)n 단주기 초격자의 MBE 성장과 X선화질 (MBE Growth and X-ray Analysis of (InAs)n(AlAs)n Short Period Superlattice)

  • 우덕하;우종천
    • 한국진공학회지
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    • 제1권3호
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    • pp.395-399
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    • 1992
  • In0.5Al0.5As와 같은 조성을 갖는 합금인 n=1~4인 (InAs)n(AlAs)n 형태의 완벽한 층 상구조의 단주기 초격자를 MBE 방법으로 성장하였다. 저온 PL 측정을 통하여 광학적 특성 을 조사하였으며, Raman 산란실험을 통하여 구조적 특성을 조사하였다. X선화질 실험을 통하여 홀수 번호의 회적을 관측할 수 있었는데 이것은 초격자에 의한 새로운 주기의 형성 을 직접적으로 보여 주는 것이다.

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InP 기판에 형성한 InAs/InAlGaAs 양자점의 광학적 특성

  • 이하민;조병구;최일규;박동우;이관재;이철로;김진수;한원석;임재영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.194.2-194.2
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    • 2015
  • 본 논문에서는 InP 기판에 자발형성법 (Self-assembled Mode)으로 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(Quantum Dots)의 외부 열처리 온도에 따른 광학적 특성을 논의한다. 분자선증착기 (Molecular Beam Epitaxy, VH80MBE)로 5주기 적층구조를 갖는 InAs/InAlGaAs 양자점 시료 (기준시료)를 성장 후 온도 의존성 및 여기광세기 의존성 포토루미네슨스 (photoluminescence, PL) 분광법으로 기본특성을 평가하였다. 양자점 시료를 $500{\sim}800^{\circ}C$에서 열처리를 수행하고 광학적 특성을 열처리 전과 비교하여 분석하였다. $550^{\circ}C$에서 열처리한 InAs/InAlGaAs 양자점 시료의 저온 (11K) PL 파장은 1465 nm를 보였으며, 이는 열처리를 하지 않은 기준시료의 1452 nm 보다 13 nm 장파장으로 이동하였다. 열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 이상인 경우, 양자점 PL 파장이 다시 단파장으로 이동하는 현상을 보였지만 여전히 열처리하지 않은 기준시료보다 장파장을 나타내었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 양자점 시료의 저온 PL 광세기는 기준시료보다 15.5배 더 크게 나타났으며, 주변 온도가 증가할수록 더디게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 온도의존성 PL로부터 구한 활성화에너지 (Activation Energy)는 $700^{\circ}C$ 열처리 온도의 경우 175.9 meV를 나타내었다. InAs/InAlGaAs 양자점 시료의 열처리 온도에 따른 광특성 변화를 InAs 양자점과 InAlGaAs 장벽층 계면에서 III족 원소인 In, Al 및 Ga의 상호확산과 결함이 완화되는 현상으로 해석할 수 있다.

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