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저압 MOCVD법에 의한 (100)-GaAs 기판 위의 Ga_xIn(1-x)P 성장과 특성
전성란,손성진,조금재,박순규,김영기 全北大學校 基礎科學硏究所 1994 基礎科學 Vol.17 No.-
x??0.51인 Ga_xIn_(1-x)P 에피층을 저압 MOCVD 성장법으로 TEGa(triethylgallium), TMIn(trimethylindium) 등의 MO(metalorganic) 원료와 PH_3(phosphine)를 사용하여 GaAs(100) 기판 위에 성장하였다. 성장조건에 의한 표면 morphology, 결정결함, 성분비, PL spectra, 운반자 농도와 이동도 및 DLTS spectra와 같은 성장층의 특성을 관찰하였다. 650℃의 성장온도와 V/Ⅲ 비, 즉 TEGa와 TMIn 두 원료의 유량에 대한 PH_3의 유량비가 160∼220일 때 가장 좋은 성장표면을 나타내었다. 성장률은 PH_3의 유량변화에 아무런 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. Ga_0.51In_0.49P 에피층과 기판의 격자상수 차에 의한 격자 부정합 Δa_⊥/a_0은 약 (3.7∼8.9)×10 exp (-4)이었으며 실온과 5K에서 에피층의 PL 피크 에너지는 각각 1.85 eV와 1.9 eV였다. 성장층의 운반자 농도와 이동도는 V/Ⅲ 비에 따라 달라지는데 그 비가 120에서 220으로 증가함에 따라 농도는 1.8×10 exp (16) ㎝^-3에서 8.2×10 exp (16) ㎝^-3로 증가하였고 이동도는 1010 ㎝/V·sec에서 366 ㎝/V·sec로 감소하였다. Epitaxial layers of Ga_xIn_(1-x)P with x??0.51 were grown on the GaAs substrates oriented 2℃ off (100) toward <110> by low pressure MOCVD growth technique using triethylgallium (TEGa), trimethylindium (TMIn) and phosphine (PH_3). Surface morphology, crystal defects, composition, photoluminescence spectra, carrier concentration and DLTS spectra of the grown layers were investigated. Good quality epilayers with featureless surface were obtained at growth temperature of 650℃ and V/Ⅲ ratio, i.e., PH_3 flow rate divided by the sum of TEGa and TMIn flow rates, of 160 to 220. The growth rate turned out to have no dependence on phosphine flow rate. The lattice mismatchs Δa_⊥/a_0 between grown Ga_0.51In_0.49P epilayer and GaAs substrate were (3.7∼8.9)×10 exp (-4) and the PL peak energies of the epitaxial layer at room temperature and 5K were 1.85 eV and 1.9 eV, respectively. With increasing V/Ⅲ ratio i.e., phosphine flow rate, from 120 to 220, the carrier density and mobility of undoped epitaxial layers increased from 1.8×10 exp (16) to 8.2×10 exp (16) ㎝^-3 and decreased from 1010 to 366 ㎝/V·sec, respectively.
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$A1_{0.15}$$Ga_{0.85}$N/GaN 박막의 광학적 특성
정상조,차옥환,서은경,김영실,신현길,조금재,남승재 한국결정성장학회 1999 韓國結晶成長學會誌 Vol.9 No.6
MOCVD로 성장된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 특성을 이해하기 위하여 실온에서 광발광(PL), 광전류)PC), 광단속에 의한 광권도도(PPC) 측정하였다. PL과 PC로 결정된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 에너지 간격은 3.7eV 이었다. PC측정 시 빛을 시료의 위쪽에서 조사시켰을 때에는 3.70, 3.40eV의 peak와 2.2eV 근방에서 broad한 peak가 관측되었다. 그러나 기판 쪽에서 빛을 조사시켰을 때의 PC 스펙트럼은 2.2eV 근방에서 broad한 peak와 3.43eV peak 만을 볼 수 있었다. PPC실험에서 관측된 photocurrent quenching과 비정상적인 PPC현상은 GaN 띠간격내에 형성된 전위나 vacancy 등의 결정결함 준위내에 전자들이 포획되고 오랫동안 포화되어 있다가 다시 방전되는 현상으로 보인다. In order to investigate the optical properties of the $Al_XGa_{1-X}N/GaN$ thin film grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) method, the photoluminescene (PL), photocurrent (PC) and persistent photoconductivity (PPC) measurements were carried out at room temperature. The band gap of the $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN was determined to 3.70 eV by the PL and PC measurements. The PC measurement on the light illumination from the top of the $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN thin film provides peaks at 3.70, 3.43, and around 2.2 eV. The PC spectrum by the illumination passing through from the substrate of the sample can be shown at 3.43 eV together with a broad tail band from the GaN band edge to around 2.23 eV. The photocurrent quenching and anomalous PPC decay observed in PPC measurements indicate that metastable electron states are fomed in the band gap of GaN layer to trap electrons which can be tunneled the potential barrier for long recovery time.
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저압 MOCVD법에 의한 (100) - GaAs 기판 위의 GaxIn1-xP 성장과 특성
전성란(Seong-Ran Jeon),손성진(Sung-Jin Son),조금재(Geum-Jae Jo),박순규(Soon-Kyu Park),김영기(Young-Ki Kim) 한국진공학회(ASCT) 1994 Applied Science and Convergence Technology Vol.3 No.1
x~=0.51인 Ga_xIn(1-x)P 에피층을 저압 MOCVD 성장법으로 TEGa(triethylgallium), TMIn(trimethylindium) 등의 MO(metalorganic) 원료와 PH₃(phosphine)를 사용하여 GaAs(100) 기판 위에 성장하였다. 성장조건에 의한 표면 morphology, 결정결함, 성분비, PL spectra, 운반자 농도와 이동도 및 DLTS spectra와 같은 성장층의 특성을 관찰하였다. 650℃의 성장온도와 V/Ⅲ 비, 즉 TEGa와 TMIn 두 원료의 유량에 대한 PH₃의 유량비가 160~220일 때 가장 좋은 성장표면을 나타내었다. 성장률은 PH₃의 유량변화에 아무런 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. Ga_(0.51)In_(0.49)P 에피층과 기판의 격자상수 차에 의한 격자 부정합 △α_⊥/α。은 약 (3.7~8.9)×10^(-4)이었으며 실온과 5K에서 에피층의 PL 피크 에너지는 각각 1.85 eV와 1.9 eV였다. 성장층의 운반자 농도와 이동도는 V/Ⅲ 비에 따라 달라지는데 그 비가 120에서 220으로 증가함에 따라 농도는 1.8×10^(16) ㎝-³에서 8.2×10^16㎝-³로 증가하였고 이동도는 1010 ㎝/Vㆍsec에서 366 ㎝/Vㆍsec로 감소하였다. Epitaxial layers of Ga_xIn_(1-x)P with x~=0.51 were grown on the GaAs substrates oriented 2° off (100) toward <110> by low pressure MOCVD growth technique using triethylgallium (TEGa), trimethylindium (TMIn) and phosphine (PH₃). Surface morphology, crystal defects, composition, photoluminescence spectra, carrier concentration and DLTS spectra of the grown layers were investigated. Good quality epilayers with featureless surface were obtained at growth temperature of 650℃ and V/Ⅲ ratio, i.e., PH₃ flow rate divided by the sum of TEGa and TMIn flow rates, of 160 to 220. The growth rate turned out to have no dependence on phosphine flow rate. The lattice mismatchs △α_⊥/α。 between grown Ga_(0.51)In_(0.49)P epilayer and GaAs substrate were (3.7~8.9)×10^(-4) and the PL peak energies of the epitaxial layer at room temperature and 5 K were 1.85 eV and 1.9 eV, respectively. With increasing V/Ⅲ ratio i.e., phosphine flow rate, from 120 to 220, the carrier density and mobility of undoped epitaxial layers increased from 1.8×10^(16) to 8.2×10^(16)㎝-³ and decreased from 1010 to 366 ㎝/Vㆍsec, respectively.
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