• 한국재료학회지
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• 제33권12호
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• pp.525-529
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• 2023

β-Ga₂O₃ has become the focus of considerable attention as an ultra-wide bandgap semiconductor following the successful development of bulk single crystals using the melt growth method. Accordingly, homoepitaxy studies, where the interface between the substrate and the epilayer is not problematic, have become mainstream and many results have been published. However, because the cost of homo-substrates is high, research is still mainly at the laboratory level and has not yet been scaled up to commercialization. To overcome this problem, many researchers are trying to grow high quality Ga₂O₃ epilayers on hetero-substrates. We used diluted SiH4 gas to control the doping concentration during the heteroepitaxial growth of β-Ga₂O₃ on c-plane sapphire using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Despite the high level of defect density inside the grown β-Ga₂O₃ epilayer due to the aggregation of random rotated domains, the carrier concentration could be controlled from 1 × 10¹⁹ to 1 × 10¹⁶ cm^-3 by diluting the SiH4 gas concentration. This study indicates that β-Ga₂O₃ hetero-epitaxy has similar potential to homo-epitaxy and is expected to accelerate the commercialization of β-Ga₂O₃ applications with the advantage of low substrate cost.

• 한국결정학회지
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• 제14권2호
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• pp.93-104
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• 2003

The crystals of group-Ⅲ nitride semiconductors with wurtzite structure exhibit a strong polarity. Especially, GaN has characteristics of different growth rate, anisotropic electrical and optical properties due to the polarity. In this work, GaN epilayer was grown and the polarities of the crystals were observed by the chemical wet etching and SP-EFM. GaN thin films were deposited on c-plane A1₂O₃ substrate under the variations of growth conditions by HVPE such as the deposition temperature of the buffer layer, the deposition time, the ratio of Group-V and Ⅲ and the deposition temperature of the film. The adquate results were obtained under the conditions of 500℃, 90 seconds, 1333 and 1080℃, respectively. It is observed that the GaN layer grown without the buffer layer has N-polarity and the GaN layer grown on the buffer layer has Ga-polarity. Fine crystal single particles were grown on c-plane A1₂O₃ and SiO₂, layer. The external shape of the crystal shows ｛10-11｝｛10-10｝(000-1) planes as expected in the PBC theory and anisotropic behavior along c-axis is obvious. As a result of etching on each plane, (000-1) and ｛10-11｝planes were etched strongly due to the N-polarity and ｛10-10｝ plane was not affected due to the non-polarity. In the case of the crystal grown on c-plane A1₂O₃, two types of crystals were grown. They were hexagonal pyramidal-shape with ｛10-11｝plane and hexagonal prism with basal plane. The latter might be grown by twin plane reentrant edge (TPRE) growth.

• 한국재료학회지
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• 제12권1호
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• pp.54-57
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• 2002

We have grown undoped $In_ xGa_{1-x}N,\; In_xGa_{1-x}N:Si\;and\;In_{0.1}Ga_{0.9}N:Zn$ thin films by MOCVD at temperature between 880 and $710^{\circ}C which endows various In composition in the epilayer from 0.07 to 0.22 as examined using X-ray diffraction, optical absorption(OA), photocurrent (PC) and photoluminescence (PL). The In molar fraction estimated from PL results is higher than that from the OA, PC, and X-ray data for $X{\le}0.22$, which may be caused by phase separation. However, the In molar fraction estimated by X-ray diffraction, OA, PC and PL for $In_xGa_{1-x}N:Si$ does not show discrepancy. With the appropriate Zn doping in undoped $In_{0.1}Ga_{0.9}N$, the emission peak is shifted from 3.15 eV which originates from the band edge emission peak to 2.65 eV which resulted from the conduction band to acceptor transition due to a deep acceptor level.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.366-376
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• 1997

수평 전기로에서 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HEW 방법으로 $CdGa_2Se_4$ 박막을 성장하였다. $CdGa_2Se_4$ 박막 성장은 증발원과 기판의 온도를 각각 $580^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 성장하였을 때 이중 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)값이 162 arcsec로 가장 작아 최적 성장조건이었으며, 성장된 박막의 두께는 3 $\mu \textrm{m}$ 였다. Van der Pauw 방법으로 Hall 쵸과를 측정하여 운반자 농도와 이동도의 온도의존성을 연구하였으며, 이동도는 30 K에서 200 K까지는 piezoelectric 산란에 기인하고, 200 K에서 293 K까지는 polaroptical 산란에 의하여 감소하였다. 광전도 셀의 특성으로 spectral response, 최대 허용 소비전력(MAPD), 광전류와 암전류(pc/dc) 및 응답시간을 측정하였다. Se 분위기에서 열처리한 광전도 셀의 경우 $\gamma$=0.98, pc/dc=$9.62{\times}10^6$ MAPD : 321 ㎽, rise time : 9 ㎳, decay time : 9.5 ㎳로 가장 좋은 특성을 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.243-243
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• 2010

Low-temperature grown (LTG) InGaAs epilayers were grown by MBE technique for studying a correlation between terahertz (THz) emission and the intrinsic defects. The 1.2-um-thick Be-compensated LTG-InGaAs epilayers were prepared on SI-InP:Fe substrate at $200-250^{\circ}C$, and subsequently in-situ annealed under As environment at $550^{\circ}C$ for 5-30 minutes. The carrier concentration/mobility and the crystalline structure were analyzed by the Hall effect and the x-ray diffraction (XRD), respectively, and the carrier lifetime were determined by the fs time-resolved pump-probe spectroscopy. THz generation from LTG-InGaAs was carried out by a Ti-sapphire laser (800 nm) of a pulse width of 190 fs at a repetition of 76 MHz. Figure shows the spectral amplitude of generated waves in the THz region. As the growth temperature of epilayer increases, the amplitude is enhanced. However, two samples grown at $200^{\circ}C$, as-grown and annealed, show almost no difference in the spectral amplitude. This suggests that the growth temperature is critical in the formation of defect states involved in THz emission. We are now investigating the correlations between the XRD band attributed to defects, the Hall parameter, and the spectral amplitude of generated THz wave.

• 한국결정학회지
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• 제12권4호
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• pp.197-206
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• 2001

수평 전기로에서 AgInS₂ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 AgInS₂ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. AgInS₂ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 680℃, 기판의 온도 410℃였고 성장 속도는 0.5㎛/hr였다. AgInS₂ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence)스펙트럼이 597.8 nm(2.0741 eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 박폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.35×10/sup 16/㎤, 294㎠/V·s 였다. AgInS₂ /SI(SEmi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 2.1365eV-(9.89×10/sup-3/eV/K/)T²(T+2930K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamiltopn matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.1541eV이며 spin-orbit Δso 값은 0.0129eV임을 확인하였다. 10K일때 광전류 봉우리들은 n=1 일때 A₁-, B-₁와 C₁-exction 봉우림을 알았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권6호
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• pp.283-290
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• 2013

수평 전기로에서 $MgGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $MgGa_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. $MgGa_2Se_4$단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $610^{\circ}C$, 기판의 온도 $400^{\circ}C$였고 성장 속도는 $0.5{\mu}m/hr$였다. 이때 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 212 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. $MgGa_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293 K에서 10 K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap Eg(T)는 varshni공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=2.34 eV-(8.81{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+251K)$이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting energy ${\Delta}cr$값이 190.6 meV이며 spin-orbit energy ${\Delta}so$값은 118.8 meV임을 확인하였다. 10 K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1, 27일때 $A_{1^-}$, $B_{1^-}$와 $C_{27}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권5호
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• pp.217-224
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• 2008

수평 전기로에서 $ZnIn_2Se_4$ 단결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 기판에 성장시켰다. $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막의 성장 조건을 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $400^{\circ}C$였고 성장 속도는 0.5 $\mu m/hr$였다. $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 682.7nm ($1.816{\underline{1}}eV$)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요통곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 128 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농노와 이동도는 293 K에서 각각 $9.41\times10^{16}/cm^{-3}$, $292cm^2/V{\cdot}s$였다. $ZnIn_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293 K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 varshni공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=1.8622\;eV-(5.23\times10^{-4}eV/K)T^2/(T+775.5K)$ 이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting energy ${\Delta}cr$값이 182.7meV이며 spin-orbit energy ${\Delta} so$값은 42.6meV임을 확인하였다. 10 K일 때 광전류 봉우리들은 n= 1, 27일때 $A_{1}-$, $B_{1}-$와 $C_{27}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

• 센서학회지
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• 제11권5호
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• pp.309-318
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• 2002

수평 전기로에서 $CdIn_2S_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $CdIn_2S_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs (100)기판에 성장시켰다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $420^{\circ}C$였고 성장 속도는 $0.5\;{\mu}m/hr$였다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 463.9 nm (2.6726 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중 결정 X-선 요동 곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 127 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.01{\times}10^{16}/cm^3$, $219\;cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdIn_2S_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $2.7116eV-(7.74{\times}10^{-4}eV/K)T^2$/(T+434K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting ${\Delta}cr$값이 0.1291 eV이며 spin-orbit ${\Delta}so$값은 0.0248 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1일때 $A_1$-, $B_1$-와 $C_1$-exciton 봉우리임을 알았다.