• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.210-210
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• 2012

Ge 기판을 이용한 GaInP/GaAs/Ge 삼중접합 태양전지는 43.5%의 높은 광전효율을 기록하고 있으며, 이를 지상용 태양광 발전시스템에 이용하려는 연구가 진행 중이다[1]. 그러나, 이러한 다중접합 태양전지는 셀 제작 비용에 있어 Ge기판의 가격이 차지하는 비중이 높고 대면적 기판을 이용하기 힘든 단점이 있다. 한편, 무게, 기계적 강도와 열전도도 측면에서 Si 기판은 Ge 기판에 비해 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 낮은 가격의 대면적 기판을 사용할 수 있기 때문에 Si 기판으로 Ge 기판을 대체할 경우 다중접합 태양전지의 높은 제작 비용을 낮추는 효과도 기대할 수 있다. Si 기판의 장점을 취하며 고효율 태양전지를 제작하기 위해, 이번 실험에서 우리는 Ge 에피층이 성장된 Si 기판 위에 GaAs 태양전지를 제작하였다. GaAs, GaInP와 비슷한 격자상수를 갖고 있는 Ge과 달리, Si은 이들 물질(GaAs, GaInP)과 4%의 격자상수 차이를 갖고 있으며 이로 인해 성장과정에서 관통전위가 발생하게 된다. 이러한 관통전위는 소자의 개방전압을 감소시키는 원인으로 작용한다. 실제로 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지에서 관통전위 밀도에 따른 개방전압 감소를 확인할 수 있었다. 관통전위로 인한 영향 이외에, Si 기판위에 제작된 태양전지에서는Ge 기판 위에 제작된 태양전지에 비하여 낮은 fill factor가 관찰되었다. 이것은 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지가 높은 직렬저항을 가지고 있기 때문이다. 따라서 이번 실험에서는 Si 기판 위에 제작한 GeAs/Ge 이중접합 태양전지의 직렬저항의 원인을 전산모사와 실험을 통하여 규명하였다. TCAD (APSYS-2010)를 이용한 전산모사 결과, Si 기판의 낮은 불순물 농도 ($1{\times}10^{15}/cm^3$)에 따른 직렬저항의 원인으로 파악되었으며, 전류-전압 특성을 측정하여 실험적으로 이를 확인하였다. 이러한 직렬저항 성분을 줄이기 위하여 Si 기판의 p형 불순물 농도가 전류 전압 특성 곡선에 미치는 영향을 전산모사를 통하여 알아보았으며, Si 기판의 불순물 농도가 $1{\times}10^{17}/cm^3$ 이상으로 증가할 경우, 직렬저항 성분이 크게 감소 하는 것을 전산모사 결과로 예상할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.156-158
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• 2009

우리 연구팀은 $SiO_2$ nanospheres를 이용한 natural lithography를 통해 2가지 방법으로 GaAs 기판의 반사율을 감소시켰다. 먼저 GaAs 기판 위에 benzocyclobutene(BCB) 고분자를 코팅한 후, 그 위에 $SiO_2$ nanospheres를 코팅한다. 그리고 고분자의 유리전이 온도이상으로 가열하면 $SiO_2$ nanospheres가 고분자 속으로 가라앉게 되어 렌즈 형태의 표면이 형성된다. 또한, 이 상태에서 BOE 용액을 통해 $SiO_2$ nanospheres를 제거하여 오목한 형태의 표면을 형성할 수 있다. 이러한 2가지 방법의 surface texturing을 통해 우리는 GaAs 표면의 반사도를 각각 400~800nm의 파장에서 평균 13.6%~16.52%의 반사율을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.2
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• pp.75-78
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• 2009

Si-doped GaAs single crystals were grown by vertical gradient freeze using PBN crucibles. The amount of oxide layer $B_{2}O_{3}$ in PBN crucible was changed($0{\sim}0.2wt%$) and measured the concentration of carriers. The segregation coefficients of Si in GaAs melt decreased rapidly from initial 0.1 to 0.01 as the amount of $B_{2}O_{3}$ increases. At the same time, concentration of carriers was shown to decrease. It is likely that the reaction between dopant Si and $B_{2}O_{3}$ in GaAs melt results in the reduction of Si dopants(donor) while increase in the amount of boron(acceptor). The thin layer of $B_{2}O_{3}$ glass in PBN crucible was proved to be a better way to reduce defect formation rather than the total amount of $B_{2}O_{3}$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.1
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• pp.5-11
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• 2008

To study the effects of $H_2$ gas on AIN insulation thin film, we prepared AIN thin film on Si and GaAs substrate by means of reactive sputtering method using $H_2$ gas as an additives, With treatment conditions of $H_2$ gas AIN thin film shows variable electrical properties such as its crystallization and hysterisis affected to electrical property, As a results, AIN thin film fabricated on Si substrate post-treated with $H_2$ gas for 20 minutes shows much better an insulation property than that of pre-treated, And AIN film treated with $H_2$ gas comparing to non-treated AIN film shows a flat band voltage decreasment. But In GaAs substrate $H_2$ gas does not effect on the flat band voltage.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.24 no.4
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• pp.640-645
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• 1987

Surface states and interfacial phenomena at the undoped polycrystalline semiconductor particale-electrolyte interfaces were qualitatively analyzed based on the zeta potentials which were measured with microelectrophoresis measurements. The suspensions were composed of the undoped polycrystaline silicon(Si) or gallium arsenide (GaAs) semiconductor particles stalline Si and GaAs particles in the KCl electrolytes was 3.73~6.2x10**-4 cm\ulcornerV.sec and -2.3~1.4x10**-4cm\ulcornerV.sec at the same conditions, respectively. The range of zeta potentials corresponding to the electrophoretic mobilities is 47.8~80.1mV and -30.1~17.9mV, respectively. The variation of the zeta potentials of the undoped polycrystalline Si was similar to the doped crystalline Si. On the other hand, two points of zeta potential reversal occurred at the undoped polycrystalline GaAs-KCl electrolyte interfaces. The surface states of the undoped polycrystalline Si and GaAs were dominated by positively charged donor surface states. These surface states are attributed to adsorbed ion surface states (slow states) at the semiconductor oxide layer-electrolyte interfaces.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.11 no.1
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• pp.50-58
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• 2002

The growth of GaN films on Si substrate has many advantages in that Si is less expensive than sapphire substrate and that integration of GaN-based devices with Si substrate is easier The difference of lattice constant and thermal expansion coefficient between GaN and Si is larger than those between GaN and sapphire. However, which results in many defects into the grown GaN. In order to obtain high duality GaN films on Si substrate, we need to reduce defects using the buffer layer such as AlN. In this study, we prepared three types of AlN buffer layer with various crystallinity on Si (111) substrate using MOCVD, Sputtering and MOMBE methods. GaN was grown by MOCVD on three types of AlN/Si substrate. Using TEM and XRD, we carried out comparative investigation of growth and properties of GaN deposited on the various AlN buffers by characterizing lattice coherency, crystallinity, growth orientation and defects formed (voids, stacking faults, dislocations, etc). It is found that the crystallinity of AlN buffer layer has strong effects on growth of GaN. The AlN buffer layers grown by MOCVD and MOMBE showed the reduction of out-of-plane misorientation of GaN at the initial growth stage.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.4
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• pp.159-164
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• 2009

We fabricated 40 nm-thick cobalt silicide ($CoSi_2$) as a buffer layer, on p-type Si(100) and Si(111) substrates to investigate the possibility of GaN epitaxial growth on $CoSi_2$/Si substrates. We deposited GaN using a HVPE (hydride vapor phase epitaxy) with two processes of process I ($850^{\circ}C$-12 minutes + $1080^{\circ}C$-30 minutes) and process II ($557^{\circ}C$-5 minutes + $900^{\circ}C$-5 minutes) on $CoSi_2$/Si substrates. An optical microscopy, FE-SEM, AFM, and HR-XRD (high resolution X-ray diffractometer) were employed to determine the GaN epitaxy. In case of process I, it showed no GaN epitaxial growth. However, in process II, it showed that GaN epitaxial growth occurred. Especially, in process II, GaN layer showed selfaligned substrate separation from silicon substrate. Through XRD ${\omega}$-scan of GaN <0002> direction, we confirmed that the combination of cobalt silicide and Si(100) as a buffer and HVPE at low temperature (process II) was helpful for GaN epitaxy growth.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.36 no.2
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• pp.135-140
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• 2003

The difference in lattice parameter and thermal expansion coefficient between GaN and Si which results in many defects into the grown GaN is larger than that between GaN and sapphire. In order to obtain high quality GaN films on Si substrate, it is essential to understand growth characteristics of GaN. In this study, GaN layers were grown on Si(111) substrates by MOCVD at three different GaN growth temperatures ($900^{\circ}C$, $1,000^{\circ}C$ and $1,100^{\circ}C$), using AlN and LT-GaN buffer layers. Using TEM, we carried out the comparative investigation of growth characteristics of GaN by characterizing lattice coherency, crystallinity, orientation relationship and defects formed (transition region, stacking fault, dislocation, etc). The localized region with high defect density was formed due to the lattice mismatch between AlN buffer layer and GaN. As the growth temperature of GaN increases, the defect density and surface roughness of GaN are decreased. In the case of GaN grown at $1,100^{\circ}$, growth thickness is decreased, and columns with out-plane misorientation are formed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.289-289
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• 2012

Molecular beam epitaxy 방법으로 성장시킨 AlGaAs/GaAs 다중 양자 우물 구조에 대한 라만 산란 연구를 보고한다. InAs 양자점이 성장된 Si 기판 위에 각기 다른 온도에서 두께 약 1 ${\mu}m$의 GaAs 층을 두 단계로 성장시킨 후 그 위에 AlGaAs/GaAs 다중 양자 우물 구조를 성장시켰다. AlGaAs/GaAs 다중 양자 우물 구조의 광학적 특성에 영향을 주는 GaAs 층의 변형력(stress)의 변화를 알기 위해서 시료의 측면으로부터 공간 분해된 라만 산란 실험을 수행하였다. 라만 산란 실험으로부터 AlGaAs/GaAs 다중 양자 우물 구조가 지니는 모든 종류의 광학 포논을 관측하였으며, 두 단계로 성장시킨 GaAs 층에서의 변형력이 Si 기판으로부터 멀어질수록 성장조건의 변화에 따라서 다르게 전개된다는 것을 파악하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.153-153
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• 2003