• 제목/요약/키워드: InAs/GaAs Quantum dot

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금속배선 칩 집적공정을 포함하는 질화물 반도체 LED 광소자 특성 연구 (A Study on the III-nitride Light Emitting Diode with the Chip Integration by Metal Interconnection)

  • 김근주;양정자
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.31-35
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    • 2004
  • A blue light emitting diode with 8 periods InGaN/GaN multi-quantum well structure grown by metal-organic chemical vapor deposition was fabricated with the inclusion of the metal-interconnection process in order to integrate the chips for light lamp. The quantum well structure provides the blue light photoluminescence peaked at 479.2 nm at room temperature. As decreasing the temperature to 20 K, the main peak was shifted to 469.7 nm and a minor peak at 441.9 nm appeared indicating the quantum dot formation in quantum wells. The current-voltage measurement for the fabricated LED chips shows that the metal-interconnection provides good current path with ohmic resistance of 41 $\Omega$.

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Electrically Driven Quantum Dot/wire/well Hybrid Light-emitting Diodes via GaN Nano-sized Pyramid Structure

  • 고영호;김제형;김려화;고석민;권봉준;김주성;김택;조용훈
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.47-47
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    • 2011
  • There have been numerous efforts to enhance the efficiency of light-emitting diodes (LEDs) by using low dimensional structures such as quantum dots (QDs), wire (QWRs), and wells (QWs). We demonstrate QD/QWR/QW hybrid structured LEDs by using nano-scaled pyramid structures of GaN with ~260 nm height. Photoluminescence (PL) showed three multi-peak spectra centered at around 535 nm, 600 nm, 665 nm for QWs, QWRs, and QDs, respectively. The QD emission survived at room temperature due to carrier localization, whereas the QW emission diminished from 10 K to 300 K. We confirmed that hybrid LEDs had zero-, one-, and two-dimensional behavior from a temperature-dependent time-resolved PL study. The radiative lifetime of the QDs was nearly constant over the temperature, while that of the QWs increased with increasing temperature, due to low dimensional behavior. Cathodoluminescence revealed spatial distributions of InGaN QDs, QWRs, and QWs on the vertices, edges, and sidewalls, respectively. We investigated the blue-shifted electroluminescence with increasing current due to the band-filling effect. The hybrid LEDs provided broad-band spectra with high internal quantum efficiency, and color-tunability for visible light-emitting sources.

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As/P Exchange Reaction of InAs/InGaAsP/InP Quantum Dots during Growth Interruption

  • 최장희;한원석;조병구;송정호;장유동;이동한
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.146-147
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    • 2012
  • InP 기판위에 자발성장법으로 성장된 InAs 양자점은 $1.55{\mu}m$ 영역에서 발진하는 양자점 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기를 제작할 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 광통신 대역의 $1.55{\mu}m$ 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기 분야에서 InAs/InP 양자점이 많은 관심을 받고 있으나, InAs/GaAs 양자점에 비해 제작이 어려운 단점을 가지고 있다. InAs/InP 양자점은 InAs/GaAs 양자점에 비해 격자 불일치가 작아 양자점의 크기가 크고 특히 As 계 박막과 P 계박막의 계면에서 V 족 원소 교환 반응으로 계면 특성 저하가 발생하여 성장이 까다롭다. As 과 P 간의 교환반응은 성장온도와 V/III 에 의해 크게 영향을 받는 것으로 보고되었다. 그러나, P계 InGaAsP 박막 위에 InAs 성장 시 발생하는 As/P 교환반응에 대한 연구는 매우 적다. 본 연구에서는 InGaAsP 박막 위에 InAs 양자점 성장 시 GI (growth interruption)에 의한 As/P 교환반응이 InAs 양자점의 형상 및 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 시료는 수직형 저압 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD)를 이용하여 $520^{\circ}C$의 온도에서 성장하였다. 그림1(a) 구조의 양자점은 InP (100) 기판위에 InP buffer layer를 성장한 후 InP와 격자상수가 일치하는 $1.1{\mu}m$ 파장의 InGaAsP barrier를 50 nm 성장하였다. 그 후 As 분위기 하에서 다양한 GI 시간을 주었고 그 위에 InAs 양자점을 성장하였다. 양자점 성장 후 InGaAsP barrier를 50 nm, InP capping layer를 50 nm 성장하였다. AFM측정을 위해 InP capping layer 위에 동일한 GI 조건의 InAs/InGaAsP 양자점을 성장하였고 양자점 성장 후 As분위기 하에 온도를 내려주었다. 그림1(b) 구조의 양자점은 그림1(a) 와 모든 조건은 동일하나 InAs 양자점과 InGaAsP barrier 사이에 GaAs 2ML를 삽입한 구조이다. 양자점 형상 특성 평가는 Atomic force microscopy를 이용하였으며, 광특성 분석은 Photoluminescence를 이용하였다.

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Investigation of Carrier Transport Mechanism in Schottky Type InAs/GaAs Quantum Dot Solar Cells

  • 김호성;류근환;양현덕;박민수;김상혁;송진동;최원준;박정호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.319.1-319.1
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    • 2014
  • We present the results on the indium tin oxide (ITO) Schottky barrier solar cells (SBSCs) with InAs quantum dots (QDs). The dependence of external quantum efficiency on the external bias voltage has been studied to anlayze carrier extraction through tunneling at room temperature.

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InP 기판에 성장한 자발형성 InAs/InAl(Ga)As 양자점의 구조 및 광학적 특성 (Structural and Optical Properties of Self-assembled InAs/InAl(Ga)Ae Quantum Dots on InP)

  • 김진수;이진홍;홍성의;곽호상;최병석;오대곤
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.194-200
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    • 2006
  • 분자선증착기 (Molecular beam epitaxy. MBE)를 이용하여 InP (001) 기판에 자발형성 (Self-assembled) InAs/InAlAs, InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dots, QDs)을 형성하고 구조 및 광학적 특성을 원자력간현미경(Atomic force microscopy, AFM), 투과전자현미경 (Transmission electron microscopy, TEM), 상온 포토루미네슨스 (Photoluminescence, PL) 실험을 통하여 분석하였다. AFM 측정을 통해 표면 형태를 분석한 결과 InAs 양자구조는 기저물질의 표면상태에 따라 양자대쉬, 비대칭적인 형태를 갖는 양자점, 대칭적인 형태를 갖는 양자점과 같이 다양하게 성장되었다. InAlGaAs 물질을 장벽층으로 하는 InAs 양자점의 평균크기는 폭이 대략 23 nm, 높이가 약 2 nm 이었다. 성장조건을 다양하게 변화시켜 광통신시스템에 중요한 파장중의 하나인 $1.55{\mu}m$ 발광파장을 갖는 InAs 양자점을 형성하였다.

AlAs 에피층 위에 성장된 InAs 양자점의 Photoluminescence 특성연구 (Photoluminescence Characteristics of InAs Quantum Dots Grown on AlAs Epitaxial Layer)

  • 김기홍;심준형;배인호
    • 한국재료학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.356-361
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    • 2009
  • The optical characterization of self-assembled InAs/AlAs Quantum Dots(QD) grown by MBE(Molecular Beam Epitaxy) was investigated by using Photoluminescence(PL) spectroscopy. The influence of thin AlAs barrier on QDs were carried out by utilizing a pumping beam that has lower energy than that of the AlAs barrier. This provides the evidence for the tunneling of carriers from the GaAs layer, which results in a strong QD intensity compared to the GaAs at the 16 K PL spectrum. The presence of two QDs signals were found to be associated with the ground-states transitions from QDs with a bimodal size distribution made by the excitation power-dependent PL. From the temperature-dependent PL, the rapid red shift of the peak emission that was related to the QD2 from the increasing temperature was attributed to the coherence between the QDs of bimodal size distribution. A red shift of the PL peak of QDs emission and the reduction of the FWHM(Full Width at Half Maximum) were observed when the annealing temperatures ranged from 500 $^{\circ}C$ to 750 $^{\circ}C$, which indicates that the interdiffusion between the dots and the capping layer was caused by an improvement in the uniformity size of the QDs.

AlAs 습식산화와 열처리로 인한 InGaAs 양자점 레이저 구조의 Intermixing효과에 관한 공간 분해 광학적 특성 (Spatially-resolved Photoluminescence Studies on Intermixing Effect of InGaAs Quantum Dot Structures Formed by AlAs Wet Oxidation and Thermal Annealing)

  • 황준석;권봉준;곽호상;최재원;조용훈;조남기;전헌수;조운조;송진동;최원준;이정일
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.201-208
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    • 2006
  • 전류 차단층으로서 AlAs 자연산화층 ($AlO_x$) 을 갖는 InGaAs 양자점 (quantum dot) 구조를 분자선 박막 성장법 (molecular-beam epitaxy)과 습식 산화법 (wet oxidation)을 이용하여 제작하였고, 이들 구조의 열처리에 따른 광학적인 특성 변화를 photoluminescence (PL), PL excitation, 그리고 공간 분해능을 갖는 micro-PL을 이용하여 분석하였다. 습식 산화와 열처리 과정을 통해 intermixing된 InGaAs 양자점 영역에서 PL 특성을 조사한 결과, intermixing 되지 않은 영역보다 높은 에너지에서 완만한 PL peak이 추가적으로 관측되었다. 산화되지 않은 (non-oxided) AlAs 아래에 있는 InGaAs 양자점 영역에서는 약 1.1 eV에서 PL emission이 주로 관측되었으나, $AlO_x$$SiN_x$에 의해 intermixing 된 InGaAs 양자점 영역에서는 각각 약 1.16 eV와 $1.18{\sim}1.20$ eV 에서의 PL emission도 함께 관측되었다. 실험 결과, $AlO_x$층이 있는 InGaAs 양자점 영역이 산화 되지 않은 AlAs층이 있는 영역에 비해서 intermixing 효과가 크게 작용함을 알 수 있었다.

완전공핍 광 싸이리스터에서 입출력의 높은 아이솔레이션을 위한 수직 입사형 구조에 관한 연구 (Depleted Optical Thyristor using Vertical-Injection Structure for High Isolation Between Input and Output)

  • 최운경;김두근;문년태;김도균;최영완
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권1호
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    • pp.30-34
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    • 2005
  • This study shows the lasing characteristics of InGaAs/InGaAsP multiple-quantum-well waveguide-type depleted optical thyristor (DOT) using the vertical window. The measured switching voltage and current are 3.36 V and 10 ㎂, respectively. The lasing threshold current is 131 mA at 25 ℃. The output peak wavelength is 1570 nm at a bias current of 1.22 Ith and there is not input signal anymore in the output port. The vertical injection depleted optical thyristor - laser diode (VIDOT-LD) using the vertical-injection structure shows very good isolation between input and output signal.

$1.5{\mu}m$ InGaAs/InGaAsP/InP 양자점 Superluminescent Diode의 광 특성 (Optical characteristic of 1.5{\mu}m$ InGaAs/InGaAsP/InP QD Superluminescent Diode)

  • 유영채;이정일;김경찬;김은규;김길호;한일기
    • 한국진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.493-498
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    • 2006
  • MOCVD로 성장된 InGaAs 양자점을 이용하여 $1.5{\mu}m$의 발광파장을 갖는 고휘도 발광소자 (Superluminescent diode, SLD)를 제작하였다. 상온에서 SLD의 광출력은 CW 3 mW 였고, 3-dB 파장대역폭은 55 nm 이었다.

Molecular Beam Epitaxy of InAs/AlSb HFET's on Si and GaAs Substrates

  • Oh, Jae-Eung;Kim, Mun-Deok
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제6권3호
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    • pp.131-135
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    • 2006
  • High electron mobility transistors with InAs channels and antimonide barriers were grown on Si and GaAs substrates by means of molecular beam epitaxy. While direct growth of Sb materials on Si substrate generates disordered and coalescences 3-D growth, smooth and mirror-like 2D growth can be repeatedly obtained by inserting AlSb QD layers between them. Room-temperature electron mobilities of over 10,000 $cm^2/V-s$ and 20,000 $cm^2/v-s$ can be routinely obtained on Si and GaAs substrates, respectively, after optimizing the buffer structure as well as maintaining InSb-like interface.