초록 ▼

본 연구에서는 InGaAsP/InP의 재현성 있고 균일한 결정성장을 위하여 기존의 수직형 LPE장치를 수정 보완하여 상용의 LPE장치에 버금가는 온도안정성과시스템 안정성을 구축하였다. 그리고 수정 보완된 수직형 LPE장치의 특성을 조사해 보기위해 가장 간단한 구조인 전면전극형 bulk-LD를 제작하여 전기, 광학적 특성을 측정해본결과 상용화되어 있는 LD와 비견할 만한 값을 얻었다. 이러한 결과로부터 본 연구실에서제작한 수직형 LPE장치가 상용의 장치에 비견할 정도로 우수함을 확인하였다.재현성있고 균일한 MQW층을 성

본 연구에서는 InGaAsP/InP의 재현성 있고 균일한 결정성장을 위하여 기존의 수직형 LPE장치를 수정 보완하여 상용의 LPE장치에 버금가는 온도안정성과시스템 안정성을 구축하였다. 그리고 수정 보완된 수직형 LPE장치의 특성을 조사해 보기위해 가장 간단한 구조인 전면전극형 bulk-LD를 제작하여 전기, 광학적 특성을 측정해본결과 상용화되어 있는 LD와 비견할 만한 값을 얻었다. 이러한 결과로부터 본 연구실에서제작한 수직형 LPE장치가 상용의 장치에 비견할 정도로 우수함을 확인하였다.재현성있고 균일한 MQW층을 성장시키기 위해서는 일반적인 수직형 LPE장치가 가지고 있는 구조적인 문제점인 MQW층 성장시 성장용액이 움직이므로 해서 생기는 성장용액의 불안정성을 해결하기 위해 성장용액은 정지한 상태에서 기판이 움직이는 새로운 구조의흑연보트를 설계 제작하였다. 기판이 회전하는 구조의 흑연보트를 사용하여 MQW층을 성장한 결과, 성장층의 평균 두께는 1/2이상, 표준편차는 1/4이상 감소함을 확인하였다. 또한LPE로는 InGaAsP층을 100Å이하로 성장이 불가능하다고 알려져 있으나 본 연구 결과중1.3㎛ InGaAsP층이 약 100Å, 1.1㎛ InGaAsP층이 약 80Å이하가 되는 재현성 있고 균일한MQW층을 성장하였다.이러한 연구 결과는 LPE방법으로 100Å이하의 QW층을 성장시킨 것은 아주 고무적인 실험결과라고 할 수 있다.그리고 2상용액법에서 사용되는 InP seed를 단결정과 다결정을 사용하여 성장결과를비교해 본 결과 단결정을 사용하는 것이 성장용액의 평형상태를 잘 유지할 수 있어서 성장두께 및 두께편차가 1/2정도 감소함을 확인하였다.이러한 연구 결과로부터 LPE 성장시 성장용액의 안정성 확보가 재현성있고 균일한 에피층성장의 중요한 요소중의 하나임을 확인하였다.

Abstract ▼

We modified the conventional vertical LPE system in order togrow InGaAsP/InP layers reproducibly and uniformly, and improved the stability of thesystem. After making a simple structure of bulk-LD by the modified system in orderto test the system, we compared the results of measuring the el

We modified the conventional vertical LPE system in order togrow InGaAsP/InP layers reproducibly and uniformly, and improved the stability of thesystem. After making a simple structure of bulk-LD by the modified system in orderto test the system, we compared the results of measuring the electrical and opticalcharacteristics of the bulk-LD with them of commercial one. From these results weensured that the performance of our modified vertical LPE system could be comparedwith that of commercial one.Generally we have to solve the problem of instability of growth solution due to themovement of solution during growth in order to grow the MQW layers reproducibly anduniformly by the vertical LPE system, so that we made a new structure of graphiteboat which has a different structure of rotating not the solution part but the substratepart.From the results of growing the MQW layers with the new graphite boat, we candecrease over 1/2 times of the layer thickness and more than 1/4 times of standarddeviation. Around 100Å thickness of 1.3㎛ InGaAsP layer and 80Å thickness of 1.1㎛InGaAsP layer are good results because, generally speaking, it is very difficult to growless than 100Å thickness of QW layer.Comparing the growth result by using a single crystal of InP seed with the case ofa poly crystal, we make sure that using a single crystal can decrease about 1/2 timesof the growth thickness and its deviation owing to maintenance of the stability conditionin growth solution. It is concluded from our results that the maintenance of thestability condition in solution during growth is the most important factor in growth ofuniform epilayer reproducibly by LPE system.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...7
• 제 2 장 연구방법...9
• 2.1 수직형 LPE 장치의 설계$\cdot$제작...9
• 2.1.1 전기로...9
• 2.1.2 반응관...11
• 2.1.3 가스라인...13
• 2.2 개선된 수직형 LPE장치의 특성평가...16
• 2.1.1 1.3${\mu}m$ InGaAsP/InP bulk 웨이퍼 성장...16
• 2.1.2 전연전극형 bulk LD의 제작...16
• 2.1.3 InGaAsP/InP bulk LD의 전기$\cdot$광학적 특성...18
• 제 3 장 결과 및 고찰...32
• 3.1 수직형 LPE장치의 개선에 의한 MQW 결정 성장...32
• 3.2 새로운 구조의 흑연보트의 제작 및 MQW층 성장...34
• 3.3 2상용액법에서 InP seed 영향...37
• 제 4 장 결론...39
• 참고문헌...41
• 연구수행관련 논문발표목록서...46
• 자체평가서...47