• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.460-460
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• 2013

본 연구는 Si (111) 기판위에 Ga 분자선량을 변화시켜 GaN 박막을 molecular beam epitaxy 법으로 성장하고, Schottky 장벽 다이오드를 제작한 후에 deep level transient spectroscopy (DLTS) 법을 통하여 깊은 준위 결함에 대하여 조사하였다. 성장 시 Ga 분자선량은, 그리고 Torr로 달리하여 V/III 비율을 변화시켰고, Schottky 장벽 다이오드 제작을 위하여 e-beam evaporator를 사용하여 metal을 증착하였다. Schottky 접촉에는 Ni (20 nm)/Au (100 nm)를 증착하였고, ohmic 접촉에는 Ti (20 nm)/Au (100 nm)를 증착하고 I-V, C-V 그리고 DLTS를 측정하였다. DLTS 신호를 통해 GaN 박막 성장 과정에서 형성되는 깊은 결함의 종류를 확인하였으며, 열처리 등의 처리 및 측정 조건변화에 따른 결함의 거동과 종류 및 원인에 대하여 분석 설명하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제1권1호
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• pp.82-91
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• 1991

분자선속 방법으로 실리콘 기판위에 GaAs의 에피층을 생장하고, 이를 분석한 결과를 보고한다. 두 종류의 실리콘 기판에 생장 조건을 다르게 한 시료를 준비하고, SEM, TEM, X-ray회절, PL, Hall 등의 방법으로 분석하였다. 결정면에서 약간 기울여 절삭한 기판에 이단계 성장법으로 성장한 에피층이 보다 좋은 결정 구조를 갖으며, multi-quantum well buffer layer를 삽입하는 것이 stress 해소 등에 도움이 된다. 또 GaAs 에피층은 저절로 실리콘으로 doping이 되는데, exciton bound 에너지 준위를 통한 radiative recombination은 homoepitaxial GaAs 에피층보다 잘 일어나지 않는 것으로 관측되었다.

• 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.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권7호
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• pp.56-61
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• 1997

I $n_{0.53}$G $a_{0.47}$As/I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As pseudomorphic high electron mobility transistor (P-HEMT) structures were grown on semi-insulating InP substrates by molecular beam epitzxy method. The hall effect measuremetn was used to measure the electrical properties and the photoluminescence (PL) measurement was used to measure the electrical properties and the photoluminescence(PL) measurement for optical propety. By the cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM) investigation of the V and X shape defects including slip with angle of 60.deg. C and 120.deg. C to surface in the sampel, the defects formation mecahnism in the I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As epilayers on InP substrates could be explained with the different thermal expansion coefficients between I $n_{0.52}$A $l_{0.48}$As epilayers and InP substrate.d InP substrate.

• 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.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.34-40
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• 1985

분자선 에퍼택시 (MBE)방법을 이용하여 (100) GaAs웨이퍼 위에 GaAs에퍼충을 성장시켜 성장된 충에 대한 여러가지 특성을 조사 ·분석하였다. 분자선 에피택시 방법을 이용하여 CaAs에퍼층을 만들 때에는 기판온도와 As와 Ca의 분자선 밀도비 (As/Ga)가 가장 큰 영향을 미친다. 본 실험에서는 좋은 표면상태를 얻기 위해 480℃∼650℃로 유지시키고 As cell의 온도를 230℃, Ga eel함 온도를 917℃로 고정시켜 As와 Ga의 분자선 밀도비를 5∼10 이상으로 유지시켰다. 제작된 GaAs에피층의 표면상태를 SIMS (Seconde,y ion Mass ipectoscopy), AES(Auger Electron Spectroscopy) , SEM (Scanning Elect.on Mic,oscopy) , RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) 등으로 조사한 결과 기판온도가 540℃일 때 가장 좋은 표면상태를 얻을 수 있었다. 또한 RH-EED관찰 결과 As 안정화된 표면을 관측할 수 있었으며 SIMS로 depth-Profile을 해 본 곁과, Ca 보다 As가 불안정함을 알았다. 또한 반선 회절 검사결과에서 기판온도가 520℃일때와 540℃일때 (400), (200)면에 단결정이 형성되었음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.325-325
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• 2012

1차원구속 반도체인 nanowires (NWs)는 전기적, 광학적으로 일반 bulk구조와 다른 특성을 가지고 있어서 현재 많은 연구가 되고 있다. 일반적으로 NWs는 Au 등의 금속 촉매를 이용하여 성장을 하게 되는데 이때 촉매가 오염물로 작용을 해서 결함을 만들어서 bandgap내에 defect level을 형성하게 된다. 본 연구는 Si (111) 기판 위에 GaAs NWs 와 InAs NWs를 촉매를 이용하지 않고 성장 하였다. vapour-liquid-solid (VLS)방법으로 성장하는 GaAs NWs는 Ga의 droplet을 이용하게 되는데 Ga이 Si 기판위에 자연 산화막에 존재하는 핀홀(pinhole)로 이동하여 1차적으로 Ga droplet 형성하고 이후 공급되는 Ga과 As은 SiO2 보다 GaAs와 sticking coefficient 가 좋기 때문에 Ga drolept을 중심으로 빠른 선택적 성장을 하게 되면서 NWs로 성장을 하게 된다. 반면에 InAs NWs를 성장 할 시에 droplet 방법으로 성장을 하게 되면 NWs가 아닌 박막 형태로 성장을 하게 되는데 이것으로 InAs과 GaAs의 $SiO_2$와의 sticking coefficient 의 차이를 추측을 할 수 있다. InAs NWs는 GaAs NWs는 달리 native oxide를 이용하지 않고 InAs 과 Si 사이의 11.5%의 큰 lattice mismatch를 이용한다. 이종의 epitaxy 방법에는 크게 3종류 (Frank-van der Merwe mode, Stranski-Krastanov mode, Volmer-Weber mode)가 있는데 각기 다른 adatom 과 surface의 adhesive force로 나누어지게 된다. 이 중 Volmer-Weber mode epitaxy는 adatom 의 cohesive force가 surface와의 adhesive force보다 큰 경우 성장 되는 방식으로 InAs NWs 는 이 방식을 이용한다. 즉 droplet을 이용하지 않는 vapour-solid (VS) 방법으로 성장을 하였다. 이 때 In 의 migration을 억제하기 위해서 VLS mode 의 GaAs NWs 보다 As의 공급을 10배 이상 하였다. FE-SEM 분석 결과 GaAs NWs는 Ga droplet을 확인 할 수 있었고 InAs NWs는 droplet이 존재하지 않았다. GaAs와 InAs NW는 density와 length가 V/III가 높을수록 증가 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.155-155
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• 2011

반도체 양자링은 양자점과 같이 효율이 높은 광학 소자 및 전자 소자에 응용 가능할 뿐 아니라, 양자점과는 다른 흥미로운 현상 연구가 가능하기 때문에 지속적으로 연구되고 있는 양자 구조이다. 특히, 반도체 양자링은 다양한 양자 구조를 형성하기 위한 기초 구조로 사용될 수 있으므로, 반도체 양자링 구조의 형성 메카니즘을 연구하는 것 또한 중요하다. 본 연구에서는 Molecular Beam Epitaxy (MBE)를 이용하여 N-type (100) GaAs 기판 위에 GaAs 양자 구조를 형성하였다. As4 분압의 영향, 즉 3-5 ratio가 표면 양자 구조 변화에 미치는 영향을 관찰하기 위해 3족과 5족을 분리하여 성장하는 전형적인 성장 방식인, droplet epitaxy mode를 사용하였다. 성장 온도, Ga metal droplet 밀도 등의 조건을 고정하고 Arsenic 분압을 1e-5 torr부터 3e-8 torr로 감소시켰을 때 표면 이미지를 AFM과 SEM으로 관찰하였다. As4 분압이 1e-5 torr일 때 양자점의 표면 형상을 보여주다가 As4 분압을 줄여갈수록 양자점의 크기가 증가하면서 As4 분압 1e-6 torr에서는 SEM 이미지 상으로도 분명한 양자링을 관찰할 수 있었다. 특히 주목할 것은 As4 분압 1e-6 torr에서 더 줄여갈수록 양자링 중앙 부분의 낮은 부분이 점점 넓어졌다는 점이다. 이것은 As4 분압 1e-6 torr 이상의 조건이 As4와 Ga atom이 결합하여 GaAs 양자점을 형성하는데 적절한 3-5 ratio의 조건인 반면, 그보다 적은 As4 분압에서는 As4와 결합하지 못한 Ga atom의 표면 migration에 의한 driving force로 인해 양자링이 형성되었다고 추측할 수 있다. 이렇게 형성된 양자링을 열처리 후 macro-PL 측정을 통해 광학적 특성을 보고자 하였다. 그 결과 같은 조건에서 열처리되어 PL 측정한 양자점의 에너지에 비해 peak position이 blue shift한 것을 볼 수 있었다. 이것은 As4를 제외한 같은 조건에서 성장된 양자 구조에서 양자링의 경우 양자점에 비해 그 높이가 낮음을 추측해 볼 수 있다. 양자 구조의 모양과 광학 특성의 관계를 밝히기 위해 추후 추가 측정 및 분석이 필요할 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제21권5호
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• pp.268-272
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• 2011

Due to their novel properties, GaN based semiconductors and their nanostructures are promising components in a wide range of nanoscale device applications. In this work, the gallium nitride is deposited on c-axis oriented sapphire and porous SWCNT substrates by molecular beam epitaxy using a novel single source precursor of $Me_2Ga(N_3)NH_2C(CH_3)_3$ with ammonia as an additional source of nitrogen. The advantage of using a single molecular precursor is possible deposition at low substrate temperature with good crystal quality. The deposition is carried out in a substrate temperature range of 600-750$^{\circ}C$. The microstructural, structural, and optical properties of the samples were analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and photoluminescence. The results show that substrate oriented columnar-like morphology is obtained on the sapphire substrate while sword-like GaN nanorods are obtained on porous SWCNT substrates with rough facets. The crystallinity and surface morphology of the deposited GaN were influenced significantly by deposition temperature and the nature of the substrate used. The growth mechanism of GaN on sapphire as well as porous SWCNT substrates is discussed briefly.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.895-905
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• 1994

비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(X=0, 0.14, 0.34, 0.53)합금박막의 결정화거동을 X-ray diffractometry(XRD)와 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 이용하여 조사하였다. 비정질 박막은 열산화막(thermal oxide, $SiO_{2}$)이 입혀진 Si기판위에 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 $300^{\circ}C$에서 증착하였으며 각 Ge조성에 해당하는 기편들을 $500^{\circ}C$ ~ $625^{\circ}C$에서 열처리한 다음 XRD를 이용하여 결정화분율과 결정화후 박막의 우선순방위(texture)경향ㅇ르 조사하였다. 또한 TEM을 사용하여 열처리한 박막의 미세구조를 분석하였다. XRD분석결과 박막내의 Ge함량의 증가는 결정화에 대한 열처리시간을 크게 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 또한 결정화후 강한(111) 우선방위를 나타내는 Si박막과는 달리 $Si_{1-x}Ge_{x}$합금은 (311)우선방위를 가지는 것을 알았으며 이는 비정질 Si박막과 $Si_{1-x}Ge_{x}$박막의 결정화기구에 현저한 차이가 있음을 암시한다. TEM관찰에서, 순수한 Si박막은 결정화후 결정립이 타원형이나 수지상(dendrite)형태를 취하고 있었으며 결정립내부에 미페쌍정이나 적층결함들의 많은 결정결함들이 존재하고, 결정립의 성장이 이들 결함을 따라 우선적으로 성장함을 알 수 있었다. 반면에 $Si_{0.47}Ge_{0.53}$의 경우에서는 결정립모양이 원형에 가까운 동축정(dquiaxed)형상을 하며 결정립내부의 결함밀도도 매우 낮았다. 특히 Si에서 보았던 결정립성장의 방향성은 관찰되지 않았다. 이상의 결과에서 비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(합금박막의 결정화는 Ge이 포함되지 않은 순수한 Si의 twin assisted growth mode에서 Ge 함량의 증가에 따라 \ulcorner향성이 없는 random growth mode로 전개되어간다고 결론지을수 있다.