• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.1
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• pp.81-86
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• 2001

We have investigated surface photovoltage characteristics of InGaAs grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) method on semi-insulating GaAs. The splitted SPV signals from the substrate and epilayer were observed. The band gap energy of InGaAs was about 1.376 eV, The In composition(x) was determined by Pan's composition formula. The photovoltage gradually decreases with increasing frequency. This is because the transfer of charge from the surface states reduces. From the temperature dependent SPV measurement, we obtained Varshni and temperature coefficients. In spectrum of etched sample at 300 K, the 'A' peak below $E_o(GaAs)$ is related with residual impurity during sample growth.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.8
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• pp.485-490
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• 2003

We have developed a new way of the constant growth technique to maintain a grating height of originally-etched V-groove of submicron gratings up to 1.5 $\mu\textrm{m}$ thickness by a low pressure metalorganic chemical vapor deposition. The constant growth technique is well performed on two kinds of submicron gratings that made by holography and electron (e)-beam lithography GaAs buffer layer grown on thermally deformed submicron gratings has an important role in recovering the deformed grating profile from sinusoidal to V-shaped by reducing mass transport effects. The thermal deformation effect on submicron gratings made by e-beam lithography is less than that on submicron gratings made by holography. The constant growth technique is an important step to realize complex optoelectronic devices such as one-step grown distributed feedback lasers and two-dimensional photonic crystals.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.6
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• pp.394-399
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• 2006

Ferroelectric $HoMnO_3$ thin films were deposited on the Si(100) substrate at $700^{\circ}C$ for 2 hrs by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) and post-annealed at 850oC by rapid thermal process (RTP). Electrical properties and crystalline phases of $HoMnO_3$ thin films were investigated as a function of postannealing time. Single phase of hexagonal symmetry with c-axis preferred orientation was obtained from $HoMnO_3$ thin films post-annealed at $850^{\circ}C$ for 5 min, while the c-axis preferred orientation was decreased with the increase of post-annealing time, and the thin films post-annealed at $850^{\circ}C$ for 15 min showed the mixture phases of hexagonal and orthorhombic symmetry. P-E (Polarization-Electric field) hysteresis loop of ferroelectric $HoMnO_3$ thin films was observed only for the single phase of hexagonal symmetry, but that was not observed for the mixture phases of the hexagonal and orthorhombic symmetry, which was discussed with the bond valence of Mn ion of crystalline phase. Leakage current density was dependent on the microstructure of thin films as well as the change of valence of Mn ion.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.170-170
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• 2010

a-plane 혹은 m-plane면을 사용하는 무분극 GaN LED는 c축 방향으로 발생하는 분극의 영향을 받지 않기 때문에 분극 GaN LED에 비해 높은 내부 양자효율을 가진다. 또한 무분극 GaN는 상대적으로 고농도의 p-type 도핑이 가능하기 때문에 광효율을 높일 수 있다. 하지만 이와 같은 장점에도 불구하고 무분극 GaN는 성장모드의 비대칭으로 인해 높은 결정성과 mirror-like한 표면을 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 Metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD) 장비를 사용하여 r-plane 사파이어 기판위에 a-plane GaN을 성장시켰다. 일반적으로 사용하는 저온에서의 nucleation layer 성장 대신 $1050^{\circ}$의 고온에서 성장 시킨후 일반적으로 사용하는 two-step 성장방법으로 그위에 5.5um정도의 GaN을 성장시켰다. 성장시 Trimethylgallium(TMGa)와 암모니아를 각각 Ga과 N 소스로 이용하였고 캐리어 가스는 수소를 사용하였다. 비대칭 결정성을 줄이기 위해 3D island growth mode에서의 성장조건을 바꾸어 c축과 m축 방향으로의 X-ray 결정성(FWHM) 차이가 564 arcsec에서 206 arcsec로 변화 시켰다. Normarski 현미경으로 표면을 관찰한 결과 v-defect이 없고 a-plane GaN에서 볼 수 있는 전형적인 줄무늬 패턴을 가지는 표면을 얻었으며 광학적 특성을 보기 위해 Photoluminescence (PL)을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.63-63
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• 2012

편광분석법(ellipsometry)은 대상 물질의 유전율 함수의 실수부와 허수부를 Kramers-Kronig 관계식의 도움 없이 그 물질상수를 정확히 측정할 수 있는 매우 우수한 기술이다. 이 기술의 큰 장점 중 하나는 빛의 편광상태의 변화를 이용한 비파괴적인 방법으로써 실시간 측정이 가능하며, 박막의 두께측정의 오차범위는 0.1 nm 이하로써 매우 정확하다는 것이다. 본 연구자는 이러한 우수한 측정 기술인 편광분석법을 고진공의 분자살박막증착장치(MBE) 와 결합하여 AlSb, AlP의 유전율 함수를 측정하였다. Al 계열을 포함하는 반도체 화합물은 Al의 산소친화력이 강해 대기 중에서 순수한 유전율 함수를 얻기가 불가능하다. 하지만 본 연구실에서 초고진공 상태의 MBE 챔버에서 시료를 성장시키는 동시에 실시간으로 편광분석기를 이용하여 측정하였고, 지금까지 발표된 결과들 중 가장 순수한 상태의 AlSb 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 또한 순수한 AlP의 유전함수를 측정할 수 있었고, 이는 편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로써 이차미분을 이용한 전이점 분석결과 이론적인 전자밴드구조에서 E1, E1+${\Delta}1$, E2에 해당하는 밴드갭들을 확인할 수 있었다. 또한 표면의 원자배열 구조와 실시간으로 일어나는 그들의 역학적인 현상들에 관한 정보를 얻을 수 있는 surface photoabsorption (SPA)를 metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)에 장착하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. SPA를 이용하여 GaAs/AlGaAs 양자우물구조의 성장을 원자층 수준으로 실시간 모니터링을 할 수 있었다. 그리고 SPA를 이용하여 MOCVD 안에서 InP에 As가 흡착 및 탈착되는 현상을 분석하여, As의 흡착이 두 단계에 의해 이루어짐을 분석하였다. 그리고 편광분석법의 빠르고 정확한 측정 기술을 규칙적인 구조체에서 전자기파의 회절을 구할 수 있는 Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) 계산방법과 결합하여 나노구조의 기하학적인 모양을 정확하고 빠르게 구할 수 있었다. 본 연구를 위해 규칙적인 3차원 Si 구조체 제작하여 편광분석기로 측정하고 $SiO_2$와 표면 거칠기를 고려하여 RCWA로 분석한 결과, 규칙적인 Si 구조와 산화막 층까지 정확하게 분석할 수 있음을 확인하였다. 또한 규칙적인 나노구조분석 연구를 넘어 불규칙적인 나노구조에 대한 분석 가능성을 보이기 위해 InAs 양자점을 증착하여 분석하였고, 이를 통해 편광분석법과 RCWA를 이용하여 불규칙적인 나노구조의 모양과 크기, 분포의 분석이 가능함을 보였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.6
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• pp.553-557
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• 1999

In order to investigate the optical properties of the $Al_XGa_{1-X}N/GaN$ thin film grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) method, the photoluminescene (PL), photocurrent (PC) and persistent photoconductivity (PPC) measurements were carried out at room temperature. The band gap of the $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN was determined to 3.70 eV by the PL and PC measurements. The PC measurement on the light illumination from the top of the $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN thin film provides peaks at 3.70, 3.43, and around 2.2 eV. The PC spectrum by the illumination passing through from the substrate of the sample can be shown at 3.43 eV together with a broad tail band from the GaN band edge to around 2.23 eV. The photocurrent quenching and anomalous PPC decay observed in PPC measurements indicate that metastable electron states are fomed in the band gap of GaN layer to trap electrons which can be tunneled the potential barrier for long recovery time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.111-111
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• 2000

최근 질화물 반도체를 이용한 단파장 laser diode (LD)와 ultraviolet light emitting diode (LED)에 관한 관심의 증가로 인하여 AlGaN의 성장에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법을 이용한 AlGaN 성장에 있어서는 Al의 전구체로 널리 사용되고 있는 trimethylaluminum (TMAl)과 암모니아와의 기상에서의 adduct 형성을 억제하기 위하여 주로 저압에서 성장을 하거나 원료 가스의 유속을 증가시키는 방법으로 연구가 되고 있다. 또한, AlN의 경우 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN 성장 시보다 높은 온도에서 성장이 이루어지고 있다. MOCND법을 이용하여 AlGaN를 성장시키는 대부분의 연구들은 100$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 성장 온도가 AlGaN특성에 미치는 영향에 대한 것으로 국한되고 있다. 그러나, InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) 구조의 LD나 LED를 성장시키는 경우 In의 desorption을 억제하기 위하여 MQWs층 위에 저온에서 AlGaN를 성장하는 데 있어서 AlGaN의 성장 온도를 500-102$0^{\circ}C$로 변화시키면서 AlGaN의 성장거동을 고찰하였다. GaN는 사파이어 기판을 수소분위기하에서 고온에서 가열한 후 저온에서 GaN를 이용한 핵생성층을 성장하고 102$0^{\circ}C$의 고온에서 1.2$\mu\textrm{m}$정도의 두께로 성장하였다. AlGaN는 고온에서 성장된 GaN 위에 200Torr의 성장기 압력 하에서 trimethylgallium (TMGa)과 TMAl의 유속을 각각 70 $\mu$mol/min 으로 고정한 후 성장온도만을 변화시키며 증착하였다. 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 표면거칠기가 증가하고, 결함과 관련된 포토루미네슨스가 현저히 증가하는 것이 관찰되었다. 그러나, 성장온도가 50$0^{\circ}C$정도로 낮아진 경우에 있어서는 표면 거칠기가 다시 감소하는 것이 관찰되었다. 이러한 현상은 저온에서 표면흡착원자의 거동에 제한이 따르기 때문으로 생각되어진다. 또한, 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 성장을 저해하기 때문으로 판단된다. 성장 온도 변화에 따라 성장된 V의 구조적 특성 및 표면 거칠기 변화를 관찰하여 AlGaN의 성장 거동을 논의하겠다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.147-147
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• 2011

High crystalline nonpolar a-plane (11-20) nitride light emitting diodes (LEDs) have been fabricated on r-plane (1-102) sapphire substrates by metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD). The multi-quantum wells (MQWs) active region is consists of 4 periods the nonpolar a-plane InGaN/GaN(a-InGaN/GaN) on a high quality a-plane GaN (a-GaN) template grown by using the multibuffer layer technique. The full widths at half maximum (FWHMs) of x-ray rocking curve (XRC) obtained from phiscan of the specimen that was grown up to nonpolar a-plane GaN LED layers with double crystal x-ray diffraction. The FWHM values were decreased down to 477 arc sec for $0^{\circ}$ and 505 arc sec for $-90^{\circ}$, respectively. After fabricating a conventional lateral LED chip which size was $300{\times}600{\mu}m^2$, we measured the optical output power by on-wafer measurements. N-electrode was made with Cr/Au contact, and ITO on p-GaN was formed with Ohmic contact using Ni/Au followed by inductively coupled plasma etching for mesa isolation. The optical output power of 1.08 mW was obtained at drive current of 20 mA with the peak emission wavelength of 502 nm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.4
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• pp.270-275
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• 2000

The Pt/YMnO$_3$/Y$_2$O$_3$/Si structure for metal/ferroelectric/insulator/semiconductor(MFIS)-FET was fabricated and effect of $Y_2$O$_3$layer on the properties of MFIS structure was investigated. The $Y_2$O$_3$ thin films on p-type Si(111) substrate deposited by Pulsed Laser Deposition were crystallized along (111) orientation irrespective of the deposition temperatures. Ferroelectric YMnO$_3$ thin films deposited directly on p-type Si (111) by MOCVD resulted in Mn deficient layer between Si and YMnO$_3$. However, YMnO$_3$ thin films having good quality and stoichiometric composition can be obtained by adopting $Y_2$O$_3$ buffer layer. The memory window of the $Y_2$O$_3$thin films with YMnO$_3$ film is greater than that of the YMnO$_3$ thin films without $Y_2$O$_3$ film after the annealing at 85$0^{\circ}C$ in vacuum ambient(100mtorr). The memory window is 1.3V at an applied voltage of 5V.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.20-20
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• 2008

최근 LEDs가 동일 효율의 전구에 비해 에너지 절감 효과 크며 신뢰성이 뛰어나다기 때문에 기존 광원을 빠르게 대체해 나가고 있다. 특히 자외선 파장을 가지는 LEDs는 발열이 낮아 냉각장치가 필요 없으며, 수명이 길어 기존 UV lamp에 비해 많은 장점을 가지고 있기 때문에 많은 관심을 밭고 있다. 그럼에도 불구하고 자외선 LEDs는 제조 단가가 높고 power가 낮아 소요량이 많은 등 아직 해결해야 할 부분이 많기 때문에 이를 해결하기 위해 여러가지 재료와 다양한 구조가 고려되고 있다. 그 중 ZnO는 II-VI족 화합물 반도체로써 UV영역의 넓은 밴드갭(3.37eV)을 가지는 투명한 재료이다. 특히 ZnO는 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지며, 가시광 영역에서 높은 투과율을 가지고, 상온에서 물리적, 화학적으로 안정하기 때문에 UV sensor, UV laser, UV converter, UV LEDs 등 광소자 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO가 광소자의 발광재료로써 높은 효율을 얻기 위해서는 결정성을 높여 내부 결함을 감소시키며, 발광 면적을 높일 수 있는 구조가 요구된다. 특히 MOCVD 법으로 성장한 나노막대는 에피성장되어 높은 결정성을 기대할 수 있으며, 성장 조건을 조절함으로써 나노막대의 aspect ratio와 밀도 제어할 수 있기 때문에 표면적을 효과적으로 넓혀 높은 발광효율을 얻을 수 있다. 본 실험에서는 MOCVD 법으로 실리콘과 사파이어 기판 위에 다양한 성장 온도를 가진 나노구조를 성장 시키고 온도에 따른 형상 변화와 특성을 평가하였다. ZnO 의 성장온도가 약 $360^{\circ}C$ 일 때, 밀도가 조밀하고 기판에 수직 배열한 균일한 나노막대가 성장되었으며 우수한 결정성, 광학적 특성이 나타남을 SEM, TEM, PL, XRD를 사용하여 확인하였다.