• 제목/요약/키워드: Vertical Bridgman 성장법

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유한요소해석법을 이용한 2 inch 사파이어 vertical Bridgman 결정성장 공정 열응력 해석 (Analysis of thermal stress through finite element analysis during vertical Bridgman crystal growth of 2 inch sapphire)

  • 김재학;이욱진;박용호;이영철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.231-238
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    • 2015
  • 사파이어 단결정은 GaN계 화합물 증착이 용이하여 고휘도 LED(Light Emitting Diode), 고출력 레이저 산업 등에서 크게 각광받고 있다. 다양한 사파이어 단결정 제조공법 중 vertical Bridgman 공법은 고품질의 사파이어를 c-축 방향으로 성장시킬 수 있는 공법이며 상업적으로 적용이 검토되고 있다. 본 연구에서는 2인치 사파이어 성장 vertical Bridgman 공정에서 성장시 온도구배에 의해 발생하는 열응력을 유한요소 모델을 통해 분석하였다. 이를 통해 성장시 수직, 수평방향으로의 온도구배가 사파이어 결정의 열응력과 결함발생에 미치는 영향을 검토하였다.

수평 Bridgman 법에 의한 GaAs 단결정 성장시 석영 보트(boat)로부터의 Si 유입에 대한 분석 (Analysis of silicon incorporation into the GaAs melt from the quartz boat during the single crystal growing with horizontal Bridgman method)

  • 오명환;주승기
    • 한국결정학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.81-87
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    • 1996
  • 석영 boat를 반응용기로 쓰는 수평 Bridgman 법에서, GaAs 단결정에 유입되는 Si 농도를 Ga-As 계의 상평형에 근거한 열역학적 평형을 가정하여 성장방법 별로 계산하였고, Hall 측정에 의한 전자 농도 측정치와 비교하였다. 단일 온도대역 수평 Bridgman(1-T HB) 법의 경우 Si 농도의 계산치가 5.3 ×10 15(atoms/cm3)인데 비해 실험치는 9.8 ×10 15(/cm3) 이었고, 이중 온도대역 수평 Bridgman(2-T HB) 법에서는 계산치가 1.1 ×10 16(atoms/cm3), 측정치가 1.5 ×10 16(/cm3) 인 것으로 각각 나타났다. 한편 1-T나 2-T HB 법에 비하여 성장시간이 절반 정도인 VGF(vertical gradient freeze) 방법의 경우 이론치와 실험치가 비교적 일치 하였고 그 값은 (6∼8) ×10 15 (atoms/cm3)인 것으로 나타났다.

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수직 Bridgman법에 의한 CdTe 단결정의 성장과 특성 (Growth and characterization of CdTe single crystals by vertical Bridgman method)

  • 정용길;신호덕;엄영호;박효열;진광수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.220-228
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    • 1996
  • 두 개의 siliconit 발열체를 써서 이단 전기로를 제작하여 수직 Bridgman법으로 CdTe 단결정을 성장시켰다. 상단전기로의 최고온부를 $1150^{\circ}C$로 고정시키고 하단전기로를 $800^{\circ}C$로 하였을 때, $22.51150^{\circ}C$/cm의 온도 기울기를 얻었다. 성장된 시료의 X$.$선 회절 실험으로부터 얻은 격자상수 $a_0$는 6.482$\AA$이었고, 실온에서 광흡수 측정으로부터 얻은 밴드갭 에너지는 1.478eV이었다. 광발광(PL) 실험으로부터, 구속된 엑시톤 방출 피크가 각각 ($A^0$, X) (1.5902, 1.5887ev), (h,$D^o$) (1.5918 eV) 그리고 ($D^o$, X) (1.5928, 1.5932 eV)의 방출 피크로 분리되는 것을 확인할 수 있었으며, 중성주개와 중성받개의 결합에너지와 이온화에너지를 계산하였다.

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수직 Bridgman법에 의한 InSe 단결정의 성장 및 Sn이 첨가된 InSe에서 Zn의 확산에 잔한 연구 (A study on the growth of undoped-lnSe single crystal by vertical Bridgman method and Zn diffusion in Sn-doped InSe)

  • 정회준;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.464-467
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    • 1999
  • The undoped-InSe and Sn-doped InSe single crystals were grown by vertical Bridgman method and their properties were invesigated. The orientations and the crystallinites of these crystals were identified by X-ray diffraction(XRD), double crystal rocking curve(DCRC) and etch-pit density(EPD) measurements. From the Raman spectrum at room temperature, TO, LO modes and together with their overtones and combinations were observed. Optical properties were inves ated by PL at 12K and direct band gap of these crystals obtained from optical absorption spectrum. Compared with undo&-InSe, electrical properties of Sn-doped InSe were increased and the electrical conductivity type were n-type. But electrical properties along growth direction of crystals and radial direction of wafer showed nearly uniform distribution. The Zn diffusion mechanism in InSe could be explained by interstitial-substitutional and vacancy complex models and the activation energy of 1.15-3.01eV were needed for diffusion.fusion.

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수직 Bridgman 법에 의한 CdTe 단결정 성장과 특성 (Growth and characterization of CdTe single crystal by vertical Bridgman method)

  • 홍명석;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.369-373
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    • 2005
  • High quality CdTe single crystal for the solar cell fabrication was grown by vertical Bridgman method. The etch pits patterns of (111) surfaces of CdTe etched by Nakagawa solution was observed the (111)A compesed of Cd atoms with typical triangle etch pits of pyramid mode. From the photoluminescence measurement on (111)A, we observed free exciton ($E_{x}$) existing only high quality crystal and neutal acceptor bound exciton ($A^{0}$,X) having very strong peak intensity. Then, the full width at half maximum and binding energy of neutral acceptor bound exciton were 7 meV and 5.9 meV, respectively. By Haynes rule, an activation enery of impurity was 59 meV. Therefore, the origins on impurity level acting as a neutral acceptor were associated Ag or Cu elements.

Si1-xMnxTe1.5 단결정의 구조적, 광학적, 자기적 특성에 관한 연구 (Structural, Optical, and Magnetic Properties of Si1-xMnxTe1.5 Single Crystals)

  • 황영훈;엄영호;조성래
    • 한국자기학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.178-181
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    • 2006
  • 본 연구에선는 수직 Bridgman 법으로 묽은 자성 반도체 $Si_{1-x}Mn_xTe_{1.5} $ 단결정을 성장시켜 Mn의 조성비 변화에 따른 광학적, 전지적, 그리고 자기적 특성을 조사하였다. X-선 회절 실험으로부터 육방정계(hexagonal) 구조임을 확인하였다. 광흡수 측정으로부터 에너지 띠 간격은 조성비 x와 온도 증가에 대하여 감소함을 보였다. 성장시킨 시료의 경우 강자성 특성을 나타내었으며, Curie 온도는 80K 이상이었다. Mn의 조성비가 증가함에 따라 평균 자기 모멘트와 보자력 값은 증가하였다.

수직 Bridgman법에 의한 InSe 단결정의 성장 및 Sn 도핑에 따른 전기.광학적 특성에 관한 연구 (A study on the growth and electrical-optical characteristics of undoped-InSe and Sn-doped Inse single crystals by vertical bridgman method)

  • 정희준;송필근;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.481-484
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    • 1999
  • The undoped-InSe and Sn-doped InSe single crystals were grown by vertical Bridgman method and their properties were invesigated. These crystals were obtained by lowering the quartz ampoule for growth in the furnace and growth rate at optimum condition is 0.4mm/hr. The orientations and the crystallinites of these crystals were identified by X-ray diffraction(XRD), double crystal rocking curve(DCRC) and etch-pit density(EPD) measurements. From the Raman spectrum at room temperature, TO, LO modes together with their overtones and combinations were observed. Optical properties were investigated by photoluminescence at 12K and direct band gap of these crystals obtained from optical absorption spectrum. Compared with undoped-lnSe, electrical properties of Sn-doped InSe were increased and the electrical conductivity type were n-type. But electrical properties along growth direction of crystals and radial direction of wafer showed nearly uniform distribution.

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Bridgman법에 의한 $Cdln_2Te_4$단결정의 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Photocurrent study on the splitting of the valence band and growth of $Cdln_2Te_4$ single crystal by Bridgman method)

  • 홍광준;이관교;이봉주;박진성;신동찬
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.132-138
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    • 2003
  • 수평 전기로에서 $CdIn_2Te_4$ 다결정을 용응법으로 합성하고 Bridgman법으로 tetragonal structure의 $CdIn_2Te_4$ 단견정을 성장시켰다. c축에 수직한 시료의 광흡수와 광전류 spectra를 293k에서 10K까지 측정하였다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $8.61\times 10^{16}\textrm{cm}^3,\;242\textrm{cm}^$V .s였다. $CdIn_2Te_4$ 단결정의 광흡수와 광전류 spectra를 293k에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g$(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $1.4750ev - (7.69\times10^{-3})\; ev/k)\;T^2$/(T + 2147k)이었다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.2704 eV이며 spin-orbit $\Delta$so값은 0.1465 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n : 1일때 $A_\;{1-} B_\;{1-}$$C_\;{1-}$-exciton봉우리임을 알았다