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성장정지효과에 의한 InGaAs / InP 양자우물구조의 Photoluminescence 특성 변화
문영부(Youngboo Moon),이태완(Tae-Wan Lee),김대연(Daeyeon Kim),윤의준(Euijoon Yoon),유지범(Ji-Beom Yoo) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.2
저압 MOCVD 방법을 이용하여 InGaAs/InP 양자우물구조를 성장하였다. 성장 정지 시간에 따른 photoluminescence 특성의 변화를 통하여 계면구조를 분석하였다. InP 표면을 PH₃ 분위기로, InGaAs 표면을 AsH₃분위기로 유지하며 성장을 정지하는 경우에는 성장 정지 시간이 길어짐에 따라 불순물 유입에 의한 것으로 생각되는 PL 반가폭의 증가를 관찰하였다. InP 표면에 AsH₃을 공급하는 경우에는 As-P 교환에 의해 우물층 두께가 증가하여 PL 피크가 저에너지로 이동하였고, 반가폭의 변화는 크지 않았다. 계면 양자우물구조를 형성하여 As-P 교환작용에 대해 조사하였고, 1-2 monolayer가 InAs 유효두께로 계산되었다. InGaAs 표면에 PH₃을 공급한 결과, PL 피크가 고에너지로 이동하는 것을 관찰하였고 동시에 반가폭도 증가하였다. 이는 메모리 효과에 의해 InP 층으로의 As 침투를 억제하고, InGaAs 표면에서의 국부적인 As-P 교환에 의한 것으로 생각된다. The InGaAs/InP quantum wells (QWs) were grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition and the effects of growth interruption steps on their interfacial structures were investigated by measuring photoluminescence spectra. When InP or InGaAs surface was treated under the same group V ambient, the full width at half maximum (FWHM) of the QW peak increased possibly due to the incorporation of impurities during the growth interruption time. When InP surface was treated under AsH₃, however, the PL peak showed red-shift due to the As-P exchange reaction and the change of FWHM was not remarkable. The effective thickness of InAs interfacial layer formed during AsH₃ treatment on the InP surface was calculated to be 1~2 monolayers. In the case of InGaAs treatment under PH₃ the PL peak energy and the FWHM increased. This results suggest that PH₃ treatment on the InGaAs surface suppresses the incorporation of As into the subsequent InP layer and the local replacement of As by P occurs simultaneously.
저압 유기금속 화학증착법을 이용한 InP 에피성장에 대한 기판의 온도와 PH₃ / TMIn 비의 영향
문영부(Young-boo Moon),박형수(Hyung-soo Park),윤의준(Euijoon Yoon) 한국진공학회(ASCT) 1995 Applied Science and Convergence Technology Vol.4 No.4
저압 유기금속 화학증착법(LP-MOCVD)을 이용하여 76 Torr에서 InP 에피층을 성장하였다. 본 연구에서의 최적성장조건은 성장온도 600~620℃, PH₃/TMIn 비 200 부근이며, 이때 깨끗한 표면을 가지고 전자이동도가 최대값을 가지는 에피층이 성장되었다. 최적 성장 조건에서 성장시킨 가장 우수한 에피층의 경우, 77K에서 1.7×10¹⁴/㎤의 낮은 전자농도와 MOCVD 방법으로 보고된 값들 중 매우 높은 전자이동도인 138,000 ㎠/Vsec의 값을 얻을 수 있었다. 성장온도, TMIn 유량, PH₃, 유량에 따른 성장속도의 변화로부터 본 연구에서 성장이 이루어진 520~720℃의 온도범위는 경계층을 지나는 TMIn의 확산속도에 의해 성장속도가 결정되는 영역임을 확인하였다. 성장온도와 PH₃/TMIn 비를 성장변수로 하여 InP 에피층의 표면형상과 전기적 특성의 변화를 관찰하였고, 그 결과 전기적 특성의 변화는 표면형상의 변화와 그 경향성이 대부분 일치하였고, 이로부터 표면열화와 관련된 불순불의 유입을 가능한 불순물 유업의 경로로 제시하였다. Growth of InP epitaxial layers has been studied by LP-MOCVD at 76 Torr. Optimum growth conditions are growth temperature of 600~620℃ and PH₃/TMIn ratio of about 200. For the best sample grown at the optimized condition, electron concentration of 1.7×10¹⁴/㎤ and electronic mobility of 138,000 ㎠/Vsec at 77 K were obtained. From the results of growth rate change with growth temperature, TMIn flow rate and PH₃ flow rate, growth rate was controlled by TMIn diffusion rate through boundary layer in the growth temperature range of 520~720℃. The effects of growth temperature and PH₃/TMIn ratio on the properties of InP show that electrical properties have similar behavior with the surface morphology change, and impurity incorporation related with surface degradation is believed as the main reason of electrical properties changes.