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[국내논문] GaAs (311)A 기판 위에 성장된 탄소 도핑된 GaAs 에피층의 광여기 발광
Photoluminescence in Carbon-doped GaAs Epilayers Grown on GaAs (311)A 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.15 no.3, 2002년, pp.208 - 213  

조신호 (신라대학교 광전자공학과, 극초단광전자연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We present the temperature and excitation power density dependence of the photoluminescence from carbon-doped GaAs epilayers grown on GaAs (311)A substrate by atmospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition. The measured temperature dependence of the PL peak energy is well expressed by a...

주제어

#Carbon-doped GaAs   #Photoluminescence   #MOCVD  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 기판 방향 (31DA를 갖는 GaAs 기판 위에 성장된 탄소 도핑된 GaAs 에피층에서 발생되는 PL 스펙트럼을 온도와 여기 광원의 파워 밀도의 함수로 측정하였다. 16 K에서 두 개의 PL 신호, 즉 종방향 광학적 포논에 의한 신호와.
  • 기판을 석 영 관에 장입 하기 전에 TCE(trichloroethyl-ene), 아세톤, 메탄올의 순으로 세척하였고, 기판의 산화막을 제거하기 위하여 H2SO4 : H2O2 : H2O = 5 : 1 : 1의 비로 혼합한 용액에서 2분간 에칭을 행하였다. 사용 원료로는 TMG(trimethyl gallium)와 AsH;s을 각각 Ga과 As의 전구체 (precursor)로 사용하였다.
  • (31DA 기판 방향 위에 탄소 도핑된 에피 층을 성 장시 킨 것은 GaAs/AlGaAs 이 종 접합 구조의 경우에 (311)A 기판 방향이 전송 및 광학적 특성에 최적의 방향으로 알려져 있기 때문이다 [14, 15], PL 신호의 에너지는 온도가 증가함에 따라 감소하였는데, 이 현상은 Varshni [16]가 제안한 실험식으로 잘 설명되었다. 또한, 1.480 eV에서 방출되는 PL 신호의 활성화 에너지를 측정하여 그것의 근원을 조사하였다.
  • 본 연구에서는 GaAs (31DA 기판 위에 성장시킨 탄소 도핑된 GaAs 에 피 층의 발광 스펙트럼 을 체계적으로 온도와 여기 광원의 파워 밀도의 함수로 조사하였다. (31DA 기판 방향 위에 탄소 도핑된 에피 층을 성 장시 킨 것은 GaAs/AlGaAs 이 종 접합 구조의 경우에 (311)A 기판 방향이 전송 및 광학적 특성에 최적의 방향으로 알려져 있기 때문이다 [14, 15], PL 신호의 에너지는 온도가 증가함에 따라 감소하였는데, 이 현상은 Varshni [16]가 제안한 실험식으로 잘 설명되었다.
  • 레이저 빔은 광학필터와 렌즈를 거쳐 시료에 입사하며, 시료로부터 나오는 발광신호는 분광기(SPEX 1702 monochromator: 초점거리 75 cm)를 거쳐 광증배관(photomultiplier)과 광자 계수기(photon counter) 에 의해 검출되었다. 상업용 헬륨 가스 폐쇄 순환 냉 각기 (helium closed-cycle refrigeratorX 사용하여 16~295 K 온도 영역에서 측정하였고, 온도 조절은 시료 받침대에 부착한 히터에 공급하는 전류의 양으로 제어하였다.
  • 16 K에서 두 개의 PL 신호, 즉 종방향 광학적 포논에 의한 신호와.탄소 불순물을 포함하는 B-A 전이에 의한 신호를 관측하였다. PL 신호의 피크 에너지의 열적 이동은 Varshni 실험식을 만족하면서 저에너지 영역으로 향하였고, PL 신호의 반치폭은 온도가 증가함에 따라 증가하였다.

대상 데이터

  • PL 측정을 위하여 여기 광원으로는 최대 파워 7 W, 파장 514.5 nm을 갖는 아르곤 레이저를 사용하였고, 시료에 입사되는 광원의 파워 밀도는 둥근 형 가변 김-쇄기 (circular variable attenuator) 를사용하여 1~7 W/cm2 영역에서 제어되었다. 레이저 빔은 광학필터와 렌즈를 거쳐 시료에 입사하며, 시료로부터 나오는 발광신호는 분광기(SPEX 1702 monochromator: 초점거리 75 cm)를 거쳐 광증배관(photomultiplier)과 광자 계수기(photon counter) 에 의해 검출되었다.
  • 기판을 석 영 관에 장입 하기 전에 TCE(trichloroethyl-ene), 아세톤, 메탄올의 순으로 세척하였고, 기판의 산화막을 제거하기 위하여 H2SO4 : H2O2 : H2O = 5 : 1 : 1의 비로 혼합한 용액에서 2분간 에칭을 행하였다. 사용 원료로는 TMG(trimethyl gallium)와 AsH;s을 각각 Ga과 As의 전구체 (precursor)로 사용하였다. 이송 기체로는 팔라듐 필터로 정제한 고순도 수소 가스를 사용하였고, 총 이송률은 52/분이었다.
  • 사용 원료로는 TMG(trimethyl gallium)와 AsH;s을 각각 Ga과 As의 전구체 (precursor)로 사용하였다. 이송 기체로는 팔라듐 필터로 정제한 고순도 수소 가스를 사용하였고, 총 이송률은 52/분이었다. 탄소를 도핑하기 위하여 CBr4 가스를 사용하였다.
  • 이송 기체로는 팔라듐 필터로 정제한 고순도 수소 가스를 사용하였고, 총 이송률은 52/분이었다. 탄소를 도핑하기 위하여 CBr4 가스를 사용하였다. 성장 온도는 550℃로 고정하였으며, V4II 비는 60 이었다.
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