• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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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.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.30 no.3
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• pp.206-214
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• 1993

Coherent precipitation of Zn3P2 during Zn diffusion in a GaInAsP/InP heterostructure was studied using high-resolution transmission electron microscopy. Zn-diffusion-induced intermixing of Ga and In across the GaInAsP/InP heterointerface provided a Ga-mixed InP region which was nearly lattice-matched with Zn3P2 crystal and thus allowed thecoherent precipitation of Zn3P2. The Zn3P2 precipitates were preferentially nucleated at stacking faults which were formed to relax interfacial strain built up by the intermixing. The precipitates were grown to planar epitaxial layer along (100) plane in the lattice-matched region. The TEM images and diffraction pettern revealed that the tetragonal Zn3P2 crystals were coherently matched to the fcc structured GaInP matrix by the {{{{ SQRT {2} $\times$ SQRT {2} $\times$2 }} arrangement. The precipitation reaction of Zn3P2 was explained by an atomic migration model based on the kick-out mechanism.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.25 no.12
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• pp.1656-1662
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• 1988

Auger depth profiles of various In Ga As P/In P heterojunctions grown by liquid phase epitaxial techniques under different growth conditions such as diffusion temperature, diffusion time and dopants, have been obtained. The surface contaminations of In Ga As have been investigated. We found that the samples with Zn diffusion exhibit significant interface grading phenomena including In depletion, Ga richness and P richness at the In Ga As P/In P interface, and In outdiffusion at the surface. The main surface contamination was found to be due to carbon and oxygen species. It can be suggested that Zn gettering takes a major role in such phenomena as interface grading, in depletion, and Ga and P richness at the interface.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.8 no.3
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• pp.115-120
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• 2007

Reliability between passivated and unpassivated process with the base-exposed InGaP/GaAs HBTs was studied. A passivation of HBT was attempted by $SiO_2$ thin film deposition at $300^{\circ}C$ by means of PECVD. Base-exposed InGaP/GaAs HBTs before and after passivation were investigated and compared in terms of DC and RF performance. Over a total period of 30 days, passivated HBTs show only 2% degradation of DC current gain for the high current density of $40KA/cm^2$. The measured thermal resistance of $2{\times}30{\mu}m^2$ single emitter InGaP/GaAs HBT passivated with PECVD $SiO_2$ devices can be extracted and was founded to be 1430 K/W. The estimated MTTF was $2{\times}10^7hr\;at\;T_j=125^{\circ}C$ with an activation energy $(E_a)$ of 1.37 eV.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.89-90
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• 2010

최근 우리는 InGaAs 위에 성장한 InAs 양자점에 GaAs를 얇게 덮음으로써 양자고리를 성장하고, 그 광학적 특성을 분석하였다. [1] 이번 연구에서는 이 양자고리 구조의 전자 구조 및 광학적 특성을 전산모사를 통해 계산하였고, GaAs가 구조의 응력, 압전 포텐셜 및 light-hole 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 이론적인 분석을 위해, valence force field 방법을 이용하여 이종 물질간의 격자상수 차이에 의한 격자 변형 및 압전 포텐셜의 변화를 계산하였고, 양자고리 내 전자의 양자화 에너지 및 파동함수를 k p 방법을 통해 얻을 수 있었다. 또한 광학적인 특성 등의 다체 효과를 예측하기 위해 configuration interaction 방법을 사용하였다. 이 연구에서 우리는, GaAs가 InAs에 강한 압축 응력을 가할 것이라는 일반적인 예측과 달리, InGaAs 매트릭스 안에서는 격자상수가 작은 GaAs가 InAs 양자고리에 효과적인 압축 응력을 가할 수 없음을 보였다. 특히 GaAs 층의 두께가 얇을 경우, InGaAs 매트릭스에 의해 인장 응력을 받는 GaAs가 InAs의 응력을 해소하기 충분한 공간을 제공하여, 오히려 InAs의 압축 응력을 약화시키는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 응력 분포가 단순한 양자우물 등의 2차원 구조와 달리, 응력 분포가 복잡한 3차원 나노 구조에서는 단순히 격자상수만으로 파장 변화 경향을 예측할 수 없음을 나타낸다. 또한 우리는, GaAs의 큰 negative 이방 응력과 InAs의 작은 positive 이방 응력에 의해 전자와 heavy-hole은 InAs에, light-hole은 GaAs에 구속됨을 보였다. 즉, InAs보다 밴드갭이 큰 GaAs가 전자와 heavy-hole에 대해서는 강한 포텐셜 배리어로 작용하지만 light-hole에 대해서는 포텐셜 우물로 작용하는, 반 우물-반 배리어 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이로 인해 GaAs가 있는 양자고리의 light-hole 분율이 GaAs가 없을 경우에 비해 2배에서 8배가량 증가함을 보일 수 있었다. 비슷한 특성이 hole에 대해서는 InP나 InGaAsP 위에 성장한 GaAs 층에서 보고된 바가 있으나, 전자는 InAs로, hole은 GaAs로 분리할 수 있는 3차원 나노 구조에 대한 연구는 이 연구가 처음이다. [2]

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.2
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• pp.104-111
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• 1998

The InGaAs/InP quantum wells(QWs) were grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition and the effects of growth interruption steps on their interfacial structures were investigated by measuring photoluminescence spectra. When InP or InGaAs surface was treated under the same group V ambient, the full width at half maximum (FWHM) of the QW peak increased possibly due to the incorporation of impurities during the growth interruption time. When InP surface was treated under $AsH_3$, howerer, the PL peak showed red-shift due to the As-P exchange reaction and the change of FWHM was not remarkable. The effective thickness of InAs interfacial layer formed during $AsH_3$, treatment on the InP surface was calculated to be 1~2 monolayers. In the case of InGaAs treatment under $PH_3$, the PL peak energy and the FWHM increasied. This results suggest that $PH_3$ treatment on the InGaAs surface suppresses the incorporation of As into the subsequent InP layer and the local replacement of As by P occurs simultaneously.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.4
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• pp.400-405
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• 2000

We investigated the effect of TMIn (trimethly-indium) source depletion on InGaAs, InGaAsP and 1.55 $\mu\textrm{m}$ InGaAs/InGaAsP SMQW by using EPISON ultrasonic monitor for measuring the concentration of metalorganic/carrier gas mixtures. And the problems for the growth reproducibility in MOCVD was solved by using an EPISON ultrasonic monitor with closed-loop mode under the condition of TMIn source depletion. The saturation pressure of TMIn was dramatically decreased over consumption of 80%. In the case of bulk epilayer, Up-shifting of 300 arcsec to Ga-rich direction and FWHM broadening by a factor of two in DCXRD spectrum were observed due to the TMIn source depletion. In the case of SMQW, Up-shifting of 300 arcsec to Ga-rich direction in DCXRD spectrum and blue-shift of 40 nm in PL spectrum were observed due to the TMIn source depletion. However, good reproducibility ($\Delta\theta$<$\pm$100 arcsec) was achieved even the condition of 95% of TMIn consumption, when we used the EPISON with closed-loop mode.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.3
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• pp.294-300
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• 2006

We fabricated the distributed feedback (DFB) InP/InGaAs/InP grating structures on InP (100) substrates by metal-organic chemical vapor deposition, and their structural properties were investigated by atomic force microscopy and scanning electron microscopy. Self-assembled InAs/InAlGaAs quantum dots (QDs) were grown on the InP/InGaAs/InP grating structures by molecular beam epitaxy, and their optical properties were compared with InAs/InAlGaAs QDs without grating structure. The duty of the grating structures was about 30%. The PL peak position of InAs/InAlGaAs QDs grown on the grating structure was 1605 nm, which was red-shifted by 18 nm from that of the InAs/InAlGaAs QDs without grating structure. This indicates that the formation of InAs/InAlGaAs QDs was affected by the existence of the DFB grating structures.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• v.11 no.3
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• pp.133-137
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• 2007

We compare electroabsorption modulators (EAMs) with multiple quantum wells (MQWs) based on InGaAs(P)/InP and InGa(Al)As/InAlAs material systems. We carefully choose the quantum-well structures so that the structures based on different material systems have similar band-offset energies and excition-peak wavelengths. Assuming the same light wavelength of $1.55{\mu}m$, we show the transfer functions of EAMs with each quantum-well structure and calculate the escape times of photogenerated charge carriers. As the heavy-hole escape time of the quantum well based on InGaAs(P)/InP is much longer than those of photogenerated charge carriers of InGa(Al)As/InAlAs, the EAM based on the InGa(Al)As/InAlAs material seems to be more suitable for high-optical-power operation.