• 제목/요약/키워드: InGaAs/InAlAs

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GaAs기판의 orientation에 따른 InGaP/InAlGaP 이종접합 태양전지의 소자 특성에 대한 연구

  • 김정환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.333-333
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    • 2016
  • 현재까지 가장 높은 광전류 변환 효율을 나타내는 III-V 화합물 반도체의 다중접합 태양전지 대신 이보다 단순한 에피구조를 가진 단일셀 이종접합구조의 태양전지를 제안하였다. 이를 한국나노 기술원에서 MOCVD(Metalorganic Vapour Phase Epitaxy) 장비를 이용하여 에피구조를 성장하고 태양 전지를 제작해 그 특성을 조사하였다. 태양 전지는 서로 다른 orientation의 두 GaAs 기판에 각각 동일한 에피 구조로 성장되었다. GaAs 기판은 Si 도핑된 n-type 기판으로 (100) 표면이 <111>A 방향으로 2도 off 된 웨이퍼와 10도 off 된 웨이퍼가 사용되었다. 연구에서 시뮬레이션에 사용된 태양전지의 에피 구조는 맨 위 p-GaAs (p-contact 층), p-InAlP, p-InGaP의 광흡수층과 N-InAlGaP 층과 아래의 n-InAlP와 n-GaAs의 n-contact층으로 이루어져있다.태양전지는 $5mm{\times}5mm$의 면적을 가지고 있다. 그림 1은 전류-전압의 측정된 결과를 나타낸 그래프이다. 태양전지는 1 sun 조건하에서 probe를 이용해 측정되었다. 2도 off GaAs 기판 위에 성장시킨 태양전지에서는 3.7mA의 단락전류값이, 10도$^{\circ}$ off 인 샘플에서는 4.7mA의 단락전류값이 측정되었다. 반면에 전류-전압곡선으로부터 얻은 10도 off 인 태양전지의 직렬 저항값은 2도 off 인 태양전지의 약4배 정도로 나타났다. 이는 기판의 결정방향에 따라 태양전지의 내부 전하 transport에 차이가 있음을 나타낸다. TLM (Transmission Line Model) 방법에 의한 p-contact의 ohmic저항 측정에서도 이와 일치하는 결과를 얻었다.

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AlGaAs/GaAs double-heterojunction 전력용 FET의 설계 (Design of an AlGaAs/GaAs Double-Heterojunction Power FET)

  • 박인식;김상명;신석현;이진구;신재호;김도현
    • 전자공학회논문지A
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    • 제30A권8호
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    • pp.57-62
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    • 1993
  • 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.

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Hybrid Monte Carlo 시뮬레이션에 의한 InAlAs/InGaAs HBT의 전자전송 해석 (Analysis of Electron Transport in InAlAs/InGaAs HBT by Hybride Monte Carlo Simulation)

  • 송정근;황성범;이경락
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제10권9호
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    • pp.922-929
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    • 1997
  • As the size of semiconductor devices shrinks in the horizontal as well as vertical dimension it is difficult to estimate the transport-velocity of electron because they drift in non-equilibrium with a few scattering. In this paper HYbrid Monte Carlo simulator which employs the drift-diffusion model for hole-transport and Monte Carlo model for electron-transport in order to reduce the simulation time and increase the accuracy as well has been developed and applied to analyze the electron-transport in InAlAs/InGaAs HBT which is attractive for an ultra high speed active device in high speed optical fiber transmission systems in terms of the velocity and energy distribution as well as cutoff frequency.

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InGaAs/InAlAs 양자우물구조의 발광특성에 대한 In0.4Al0.6As 버퍼층 성장온도의 영향 (Growth Temperature Effects of In0.4Al0.6As Buffer Layer on the Luminescence Properties of InGaAs/InAlAs Quantum Well Structures)

  • 김희연;류미이;임주영;신상훈;김수연;송진동
    • 한국진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.449-455
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    • 2011
  • $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 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.

선택적 에피 성장법에 의한 GaAs/AIGaAs 다층구조 및 InGaAs/GaAs 양자세선의 성장 및 photoluminescence 연구 (Selectively Grown ALGaAs/GaAs Multilayers and InGaAs/GaAs Quantum Wire Structures Grown by Low Pressure MOCVD)

  • 김성일;김영환
    • 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.

GaAs/AlGaAs 양자우물 구조에서 Impulsive Stimulated Raman Scattering 방법에 의한 결맞는 포논의 생성 (Generation of Coherent LO Phonons in GaAs/AlGaAs MQW's by the Impulsive Stimulated Raman Scattering)

  • 이기주;이대수;조영달;임용식;김대식
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.24-25
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    • 2000
  • After the invention of the femtosecond pulse lasers, generating and detecting the coherent optical phonons in various materials became possible. In bulk GaAs, which is a polar material, the coherent LO phonons are known to be generated by the ultrafast screening of the surface space-charge fields. However, little is known about the generation mechanisms of coherent phonons in GaAs quantum structures. (omitted)

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AlGaAs/GaAs 레이저 다이오우드의 열처리에 의한 개선에 관한 연구 (Improvement of AlGaAs/GaAs Quantum Well Laser Diodes by Thermal Annealing)

  • Jung, Hyon-Pil;Kenzhou Xie;Wie, Chu-Ryang;Lee, Yun-Hyun
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.449-455
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    • 1993
  • 단거리 통신 시스팀의 광원으로 유용한 단파장 AlGaAs/GaAs레이저 다이오우드의 열악한 특성을 개선하기 위하여 MBE에 의해 낮은 온도에서 성장한 AlGaAs/GaAs GRINSCH-QW 레이저 다이오우드를 RTA온도의 변화에 좌우되는 포토루미네센스에 의하여 연구하였다. $950^{\circ}C$에서 10초동안 RTA처리를 한후 양자우물 포토루미네센스의 세기는 대체로 10배정도 증가하는것을 보여주었다. 이것은 양자우물 영역에서 발광되지 않는 재결합이 감소된것과 관련된다. 열처리된 레이저 다이오우드의 임계전류는 4배로 감소되었으며 RTA에 의하여 레이저 다이오우드의 질이 개선되었음이 확인되었다.

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InAs 양자점의 AlxGax-1As 장벽층 구조에 따른 광학적 특성

  • 한임식;이상조;조현준;배인호;김종수;김영호;김성준;김준오;이상준;노삼규;박동우;김진수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.235-235
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    • 2010
  • 본 연구에서는 태양전지의 활성영역에 삽입할 InAs 양자점에 AlxGax-1As 장벽층을 삽입하여 그 두께변화에 따른 광학적 특성 변화를 photoreflectance spectroscopy (PR)과 photoluminescence (PL)를 이용하여 연구하였다. 본 연구에 사용된 InAs/AlGaAs 양자점 구조는 GaAs (100) 기판 위에 GaAs buffer layer를 500 nm 성장 ($Ts=580^{\circ}C$) 후 기판온도 $470^{\circ}C$에서 InAs 양자점, GaAs cap 층과 AlxGax-1As 장벽층 순서로 5 층의 InAs/GaAs/AlxGax-1As 양자점 구조를 형성하였다. GaAs cap 층의 두께는 4 nm로 고정하고 AlGaAs 장벽층 두께를 0~6 nm 까지 변화시켰다. 각 양자점 층 사이에 AlxGax-1As 장벽층의 삽입 유무에 따라 PR 신호에서 Franz-Keldysh oscillation (FKO)의 주기 변화가 관측되었다. AlGaAs 두께가 증가 할수록 PL 신호의 세기가 증가함을 보였으며 PL 신호의 온도의존 특성이 변화됨을 관측할 수 있었다. AlGaAs 장벽층 대신 AlAs 장벽층을 삽입한 시료에서도 유사한 경향성을 관측하였으며, 이는 양자점에 구속된 운반자의 터널링 현상과 높은 장벽층에 의한 운반자의 구속 강도의 변화에 의한 것으로 사료된다. 특히 장벽층의 유무에 따른 FKO의 변화는 시료의 표면 전기장의 변화에 기인한 것으로 운반자의 구속효과뿐만 아니라 InAs 양자점 성장중 형성된 표면결함 밀도의 변화에 의한 것으로 추정하였다.

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Fabrication and Characterization of $0.2\mu\textrm{m}$ InAlAs/InGaAs Metamorphic HEMT's with Inverse Step-Graded InAlAs Buffer on GaAs Substrate

  • Kim, Dae-Hyun;Kim, Sung-Won;Hong, Seong-Chul;Paek, Seung-Won;Lee, Jae-Hak;Chung, Ki-Woong;Seo, Kwang-Seok
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제1권2호
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    • pp.111-115
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    • 2001
  • Metamorphic InAlAs/InGaAs HEMT are successfully demonstrated, exhibiting several advantages over conventional P-HEMT on GaAs and LM-HEMT on InP substrate. The strain-relaxed metamorphic structure is grown by MBE on the GaAs substrate with the inverse-step graded InAlAs metamorphic buffer. The device with 40% indium content shows the better characteristics than the device with 53% indium content. The fabricated metamorphic HEMT with $0.2\mu\textrm{m}$T-gate and 40% indium content shows the excellent DC and microwave characteristics of $V_{th}-0.65V,{\;}g_{m,max}=620{\;}mS/mm,{\;}f_T120GHZ{\;}and{\;}f_{max}=210GHZ$.

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