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MBE 법으로 성장시킨 AlxGa₁-xAs 에피층의 Photoreflectance 특성에 관한 연구
이정열(Jung-Yeul Lee),김인수(In-Soo Kim),손정식(Jeonng-Sik Son),김동렬(Dong-Lyeul Kim),배인호(In-Ho Bae),김대년(Dae-Nyoun Kim) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
MBE법에 의해 성장된 Al_xGa_(1-x)As 에피층의 특성을 photoreflectance(PR) 측정으로 분석하였다. Low power Franz Keldysh(LPFK)를 만족하는 GaAs 완충층에 의한 Frang-Keldysh Oscillation(FKO) 분석에서 띠 간격에너지(E。) 값은 1.415 eV, 계면 전기장(E_i)은 1.05×10⁴V/㎝, 운반자 농도(N_s)는 1.3×10^(15) ㎝-³ 이였다. PR 상온 스펙트럼 분석에서 Eo(Al_xGa_(1-x)As) 신호 아래 A^* 피크는 시료 성장시 존재하는 불순물 carbon에 의한 것으로 완충층 GaAs 보다 다소 PR 신호 세기가 낮고 왜곡된 신호를 나타내었다. 또한, GaAs 완충층의 트랩 특성시간은 약 0.086 ㎳ 정도이며, 1.42 eV 부근 두 개의 중첩된 PR 신호는 화학적 식각으로 GaAs의 기판에 의해 나타나는 3차 미분형 신호와 GaAs 완충층에 의해 나타나는 FKO 신호가 중첩되어 나타남을 알 수 있었다. We analyzed photoreflectance (PR) characterization of the Al_xGa_(1-x)As epilayer grown by molecular beam epitaxy (MBE) method. The band-gap energy (E。) satisfying low power Franz-Keldysh (LPFK) due to GaAs buffer layer is 1.415 eV, interface electrical field (E_i) is 1.05×10⁴V/㎝, carrier concentration (N) is 1.3×10^(15) ㎝-³. In PR spectrum intensity analysis at 300 K the A^* peak below E。 signal is low and distorted because of residual impurity in sample growth. The trap characteristic time (τ_i) of GaAs buffer layer is about 0.086 ㎳, and two superposed PR signal near 1.42 eV consist of the third derivative signal of chemically etched GaAs substrate and Franz-Keldysh oscillation (FKO) signal due to GaAs buffer layer.
Al0.3Ga0.7As / GaAs 다중 양자우물 적외선 광검출기 구조의 Photoreflectance 연구
이정열(Jung-Yeul Lee),김기홍(Ki-Hong Kim),손정식(Jeong-Sick Son),배인호(In-Ho Bae),임재영(Jae-Young Leem),김인수(In-Soo Kim) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.3(2)
MBE법에 의해 성장된 GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As 다중 양자우물 적외선 광검출기 구조를 특성화하기 위하여 Photoreflectance 측정을 이용하였다. GaAs와 AlGaAs 영역에서 에너지 띠 관련 전이들을 관찰하고, Sek 등이 제안한 조성식을 이용하여 Al 조성(x)을 결정하였다. 다중 양자우물에 관련된 전이에너지 값은 Gaussian 1차 미분 피팅 결과와 네모난 양자우물 모델 적용으로 파동함수 근사식을 통해 구한 이론 값들과 비교하였다. We used the photoreflectance spectroscopy for characterization of the infrared photodetector structure with GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As multi-quantum well (MQW) structures grown by molecular beam epitaxy (MBE) method. Energy gap related transitions in GaAs and AlGaAs were observed. The Al composition(x) was determined by Sek’s composition formula. MQW related transition energies were determined using the first derivative of a Gaussian profile of the measured resonances. In order to identify the transitions, the experimentally observed energies were compare with results of the envelope function approximation for a rectangular quantum well.
Ar 플라즈마가 조사된 InP의 Photoreflectance 방법에 의한 표면상태 연구
김종수(Jong Su Kim),이정열(Jung-Yeul Lee),손정식(Jeong-Sik Son),배인호(In-Ho Bae),김인수(In-Soo Kim),김대년(Dae-Nyoun Kim) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)
Fe가 첨가된 반절연성 InP에 Ar 플라즈마를 조사하였을 때 시료의 표면상태를 photoreflectance(PR) 방법으로 연구하였다. Ar 플라즈마(30 W, 10 sec.)를 조사한 시료에서는 상온에서 1.336eV에서 새로운 피크(E_Ar)가 형성되었으며, 이는 V_In-V_P에 관련된 얕은 준위에 의한 신호이며, 표면광전압(surface photovoltage spectroscopy; SPV)에서 관측된 결과와 잘 일치하였다. 또한 Ar 플라즈마의 영향으로 시료의 표면에 P-vacancy가 형성되어 시료에 V_P와 관련된 얕은 준위(shallow level)가 형성되었다. 이는 시료의 표면 전기장 변화의 요인으로 작용하였다. The surface state of Ar plasma-exposed Fe doped SI-InP have been investigated by photoreflectance (PR). From Ar plasma-exposed InP with 30 W for 10 sec, the PR signals include a peak (E_Ar) that is located at 1.336 eV. We think that this peak was originated shallow level related to V_In-V_P. And we compared this level with the level obtained by surface photovoltage spectroscopy (SPV) measurement. The result of the PR agrees well with that from SPV. Additionally, Ar plasma induced phosphorus vacancy is related to shallow level. Therefore, the change of surface electric fields are attributed to the shallow level. This level is caused by the existence of phosphorus vacancy on InP surface.
Fe가 첨가된 반절연성 InP에서 Photoreflectance에 관한 연구
김인수(In-Soo Kim),이정열(Jung-Yeul Lee),배인호(In-Ho Bae) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.3
Fe가 첨가된 반절연성 InP(100)의 특성을 photoreflectance(PR) 측정으로 조사하였다. 관측한 PR 신호로부터 300 K에서 띠간격 에너지(E。)와 넓어지기 변수(broadening parameter: Γ)는 각각 1.336 eV 및 11.2 meV의 값을 얻었다. 측정온도를 300~80 K로 낮춤에 따라 PR 신호는 엑시톤과 2차원의 띠사이 전이가 중첩된 형태(300 K)에서 전형적인 엑시톤에 의한 전이형태(80 K)로 변함을 알았다. 또한 Varshni 계수 α=-0.94±0.07 meV/K, β=587±35.2K와 Bose-Einstein 계수 α_B-33.6±2.02 meV, θ=165±33 K의 값을 얻었다. 그리고 등온 및 등시 열처리를 수행한 후 측정 결과, 온도 300℃에서 10~20분 정도 열처리시켰을 대 InP 시료의 결정성이 가장 좋아짐을 정성적으로 알 수 있었다. We investigated characteristics of Fe-doped semi-insulating InP by means of photoreflectance(PR) measurement. The band gap energy(E。) and broadening parameter(Γ) from PR signals at 300 K are 1.336 eV and 11.2 meV, respectively. As the temperature is decreased from 300 to 80 K, PR signals are varied from an overlapped shape of exciton and 2-dimensional band gap transitions(300 K) to that of exciton transition(80 K). We calculated Varshni coefficient(α=-0.94±0.07 meV/K, β=587±35.2 K) and Bose-Einstein coefficient(α_B=33.6±2.02 meV, θ=165±33 K). After annealing of isothermal and isochronism crystallinity of InP is found to be excellent when annealed at 300℃ for 10-20 min. qualitatively.
MBE법으로 성장시킨 InxGa₁_xAs (x=0.02) 에피층에서의 Photo reflectance에 관한 연구
김인수(In-Soo Kim),이정열(Jung-Yeul Lee),배인호(In-Ho Bae),김상기(Sang-Ki Kim),안행근(Haeng-Keun Ahn),박성배(Sung-Bae Park) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.2
반절연성 GaAs(100) 위에 Molecular Beam Epitaxy(MBE)법으로 In의 조성을 0.02으로 일정하게 하여 성장시킨 In_xGa_(1-x)As/GaAs의 photoreflectance(PR) 스펙트럼 특성을 측정하였다. 기판과 에피층의 PR 신호가 분리되어 관측되었으며, 띠간격 에너지 (E。)는 약 1.40eV로써 Pan의 식에 fitting한 결과 약 8meV의 차이가 생겼다. 이는 에피층과 기판의 격자부정합(lattice mismatch)으로 인해 파생되는 계면에서의 응력 (stress)이 그 요인으로 이것이 시료 성장시 결정성에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, ln_(0.02)Ga_(0.98)As 에피층은 온도 의존도가 낮고 광흡수 효율이 크며 200K 이상의 온도에서 활성화되는 것으로 분석되었고, 성장 온도보다 낮은 온도 400℃로 열처리시킨 경우에 PR 신호 분리가 가장 뚜렷하였으며, 이때 결정성 또한 향상됨을 알았다. We measured photoreflectance spectrum characteristics of InGaAs grown by MBE method on semi-insulating GaAs. The PR signal splitting of substrate and epilayer was observed. The band gap energy was about 1.40 eV. It make to 8 meV difference when it is fitted by Pan's equation. The reason is stress on the interface, which is due to lattice mismatch between epilayer and substrate. We became to know that reason influence crystalline on growing sample. In InGaAs epilayer, temperature dependency is low. The efficiency of photo absorption is high and activate over 200K. In this case when it is annealed at 400℃ below growing temperature, PR signal splitting is remarkable and crystalline is inhanced.
Se/CS₂용액으로 처리한 n-GaAs 표면의 Photoreflectance 특성에 관한 연구
장광수,김인수,배인호,한병국,이정열 嶺南大學校 基礎科學硏究所 1997 基礎科學硏究 Vol.17 No.-
The surface of of n-GaAs(100) was treated using 1.5㎎/100ml solution of Se/CS₂. The passivation of the surface of this sample was investigated by photoreflectance(PR) experiment. After the surface treatment, the samples were annealed between 300 to 700 ℃ in a N₂atmosphere for 10 min. From the obtained Franz-Keldysh oscillations, we have evaluated the surface electric field(E?) and built-in voltage(V??). The density of surface states(Q??) and surface Fermi level(E??) of n-GaAs treated with CS₂and Se/CS₂solution were determined 1.78 ×10??㎝?? , 1.81×10?㎝? and 0.734 eV, 0.737 eV, respectively. After annealed at 600 ℃, These values were about 45% and 13% smaller than those in unannealed samples. It has found that the passivation of surface occured when the surface of the sample had been treated with Se/CS₂ solution and annealed from 400 to 600 ℃. This is ascribed to effects due to activation of elemental Se on the surface.
Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs HEMT 구조에서의 Photoreflectance에 관한 연구
이정열,김기홍,배인호,박성배,신영남 대구대학교 기초과학연구소 2000 基礎科學硏究 Vol.16 No.2
The optical characteristics of Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs HEMT structure were investigated by using the photoreflectance method. From the PR measurement, 2DEG transition energy related signal were obtained by between GaAs buffer and Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs spacer layer at the temperature of below about 150 K. And the transition energy is shift to low energy about 21 meV. We obtained that 2DEG transition energy, interface field and carrier concentration are 1.455 eV, 5.26 × 10⁴ V/cm and 7.18 × 10⁴cm^(-3), respectively.