III-V족 화합물 반도체 나노와이어의 패시베이션 효과

최찬호 영남대학교 대학원 2017 국내석사

3-5족 화합물 반도체 나노와이어는 실리콘 보다 우수한 전기적, 광학적 특성을 가지며 다양한 광전소자 및 HEMT 등의 전자소자에 사용되고 있다. 최근 이러한 3-5족 화합물 반도체 나노와이어를 이용해 나노크기의 고 집적 회로에 응용하려는 연구가 진행되고 있다. 그중 InAs는 가장 많이 사용되는 반도체 중의 하나로써 여러 가지 디바이스에 사용이 되고 있다. 그러나 InAs 나노와이어는 부피 대비 아주 큰 표면적(large surface-to-volume ratio)으로 인하여 표면에서의 캐리어의 손실이 크게 일어나는 표면과 관련된 뚜렷한 결함을 보이고 있다. 이에 따라, 본 실험에서는 표면 passivation 처리를 통한 InAs 나노와이어의 전기적, 광학적 특성 변화를 확인하였다. InAs 나노와이어의 표면에서 캐리어 손실을 줄이기 위해 밴드갭 에너지가 큰 InP, InAs₀.₇₅P₀.₂₅ 층을 나노와이어 표면에 고르게 성장시켜 core-shell 구조의 InAs-InP, InAs-InAs₀.₇₅P₀.₂₅ 나노와이어를 성장하였다. Bare InAs 나노와이어의 특성과 passivation 처리 된 나노와이어의 특성을 비교함으로써, Shell 유무에 따른 나노와이어의 특성변화를 확인하였다. InAs 나노와이어는 화학기상증착장치 Horizontal reactor MOCVD(AIXTRON INC.)를 이용하여 무촉매 성장방식으로 성장시켰으며, 나노와이어의 전기적 특성은 전계 효과 트랜지스터(Field-Effect Transistor)를 제작하여 전자이동속도(mobility) 측정을 통해 확인하였고, 광학적 특성은 Photoluminescence 측정을 통해 확인하였다. We have grown InAs nanowires (NWs) on Si (111) substrate via the catalyst-free heteroepitaxial growth method using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) system. The NW diameter is very uniform along the growth axis regardless of the NW height and this clearly differs from that of the NWs grown via the self-catalyzed vapor-liquid-solid (VLS) method. Because the optical and electrical properties of the InAs NWs are better than those of silicon, they are used for optical and electrical devices. In this study, we have analyzed the electrical and optical properties of the InAs nanowire via the surface passivation treatmentwith InAsP and InP. In addition, we have examined the electrical and optical properties of the bare InAs nanowire and compared with those of InAs-InP, InAs-InAsP core-shell NWs.

InAs/InP 양자점의 Photoluminescence 측정

이성희 서강대학교 대학원 2002 국내석사

InP 기판 위에 성장된 InAs 양자점은 그 파장 영역이 광통신과 적외선용 디텍터에 사용될 수 있기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Photoluminescence 측정을 이용하여 LP-MOCVD (liquid phase - metal organic chemical vapor deposition)법으로 성장한 InAs/InP 자율형성 양자점 구조의 광학적 특성을 분석하였다. 실험에 사용된 시편은 sulphur로 도핑한 (001) InP 기판 위에 200nm의 InP buffer 층을 성장시킨 후 성장 중지 (GI)법을 이용하여 InAs 양자점을 성장시키고 그 위에 InP를 씌운 뒤 InAs 양자점 층 사이의 간격이 10nm가 되도록 1, 3, 5층으로 성장하였다. 각각의 시편에 대하여 luminescence energy의 온도 의존성을 측정하여 InAs 벌크의 온도 의존성과 비교하였고, 입사광 세기 의존도를 측정하여 양자점내의 state filling 효과를 확인하고자 하였다. 또 각각의 시편에 대한 energy peak의 이동을 측정하였고 FWHM을 측정함으로서 양자점 크기의 균일성을 확인하였다. 마지막으로 wetting layer에서 발생하는 luminescence energy를 확인하였다. InAs quantum dots (QDs) grown on InP substrates attract attentions because its emission wavelength is possible for optical-fiber communication and infrared photo-detector. In this study, by using Photoluminescence measurements, we analyzed the optical properties of self-organized InAs/InP quantum dots grown by LP-MOCVD (liquid phase - metal organic chemical vapor deposition). The samples used in our experiments were 1-stacked, 3-stacked and 5-stacked InAs QDs layers. The full structure of the samples was made in this way. After 200nm-thick InP buffer layers were grown on S-doped (001) InP substrates, InAs deposition was followed by a growth interruption. Then 10nm-thick InP spacer layers were deposited to cover the InAs QDs. We measured the temperature dependence of luminescence energy and then compared it with that of InAs bulk. To confirm the state filling effects of QDs, we measured excitation power dependence of luminescence energy. For each samples, we could observe the energy shift and verify the homogeneity of QDs size by measuring FWHM. And the luminescence energy of wetting layers were observed.

InAs 양자점 제작 및 레이저 다이오드 응용연구

조병구 전북대학교 일반대학원 2014 국내박사

이론적으로 양자점 (Quantum Dot, QD) 레이저다이오드 (Laser Diode, LD)는 벌크나 양자우물을 이용한 LD보다 낮은 임계전류, 높은 양자효율, 높은 특성온도, 우수한 빔 형태를 갖기 때문에 광통신시스템, 재료가공, 의료, 국방분야 등 다양한 산업에 응용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 양자점 LD의 이론적 우수성에도 불구하고 탁월한 결과가 많지 않은 이유는 0차원 특성을 갖는 고품위 양자점 형성이 제한적이기 때문이다. 특히, 1.3~1.55 μm 파장 대역에 사용 가능한InP 기반 InAs 양자점은 기판과 InAs간의 격자상수 차이가 작기 때문에 양자점 형성의 근원인 응력이 작아 다른 성장변수에 영향을 쉽게 받는다. 기존 보고에 따르면InP 기판에 형성되는 양자구조는 양자점 보다는 InAs 양자세선과 양자대쉬 구조가 주로 형성되고 양자점이 형성되더라도 양자점과 In(GaAs)P 계면에서As/P 원자의 상호교환 현상이 일어나는 특성이 있다. 기존 보고에 따르면 InP 기판에 성장한 InAs 양자점은 높이를 폭으로 나눈 비율인 Aspect ratio (AR)가 0.1이하를 갖기 때문에, 전자와 정공의 파동함수를 양자점 내부에 제대로 구속시키지 못해 LD의 최대이득 (Maximum modal gain)이 감소하는 특성이 있다. . 본 논문에서는 활성층으로 사용되는 InAs 양자점의 형상, 특히 높이를 제어하여 전자 및 정공의 파동함수 구속력을 높임으로서 LD의 최대이득을 증가시키고, lasing 성능을 개선시키기 위한 연구를 진행하였다. InAs 양자점의 형상을 개선하기 위하여 기존 자발형성법 (self-assembled QDs, SAQD)을 변형한 세 가지 수정자발형성법을 이용하였다. 첫 번째로, Arsenic Interruption Technique을 이용하여 InAs/GaAs 양자점과 InAs/InAlGaAs 양자점의 구조적 특성을 개선하고, 상대적으로 큰 InAs 클러스터 (Cluster) 생성을 억제함으로서 광 특성을 향상시켰다. 두 번째로, InAs/InAlGaAs 양자점 구조에서, InAs 단원자층 (monolayer)과 InAlGaAs 단원자층을 교번성장함으로서 AR이 0.22 로 기존 자발형성 양자점의 0.1인 값에 비하여 두배 이상 개선된 모양이 제어된 양자점을 (Shape-engineered QDs, SEQD) 성장하였다. InAs/InAlGaAs SEQD의 평균 크기가 증가하고 면밀도가 감소함에도 불구하고 PL의 강도는 3.6배 증가하였다. 세번째로, InAs/InGaAsP 양자점에서 InAs 양자점 성장 전에 2-단원자층을 갖는 GaAs 층을 삽입함으로서 As/P 상호교환 반응과 응력을 효과적으로 제어하였다 (Strain-modulated QD, SMQD). 또한 SMQD 양자점 구조에서 운반자의 공간적 구속효율을 높이기 위해 InAs 양자점을 InGaAsP 양자우물 구조에 삽입한 “Dot-in-a-well (DWELL)”구조를 추가로 적용하였다 (GDWELL). 그 결과, GDWELL 샘플은 GaAs 삽입층의 응력제어 효과에 의해 AR이 0.27로 기준시료인 SAQD의 AR 0.09에 비하여 3배 증가되었고, PL의 발광세기는 4배 이상 증가되었다. 본 논문에서는 InAs/InAlGaAs SAQD와 SEQD, InAs/InGaAsP SAQD와 SMQD를 각각 활성층으로 하는 Broad-area LD를 제작하고 특성을 평가하였다. SEQD-LD의 임계전류는 SAQD-LD에 비해 3.6배 낮은값을 보였고, Slope efficiency는 1.7배 개선되었다. InAs/InGaAsP SAQD-LD는 상온 발진을 하지 않은 반면, SMQD-LD는 상온 연속 모드에서 정상적으로 발진하였다. 이러한 LD의 발광 특성의 개선은 활성층의 모양제어로 인해 높이 방향으로의 전자의 파동함수 구속력이 증가되어 LD의 최대 이득이 증가되어졌기 때문이다. InP 기판에 InAs/InGaAsP양자점을 활성층으로 탑재한 QD-LD에서 1 W 이상의 최대 광출력을 얻었는데, 이는 1500 nm 파장대역 InAs 양자점 LD에서 세계 최고 결과이다.

MBE 법으로 성장된 InAs/AlSb 양자 우물의 구조적, 전기적 특성연구

노영균 충남대학교 대학원 2007 국내석사

InAs/AlSb quantum-well (QW) has the very large conduction-band offset of 1.35 eV between InAs and AlSb, and the high mobility of electron in InAs. These two attributes can be ideal candidates the next generation of ultra-fast electronic devices. InAs/AlSb QW interface enables the possibility of two (AlAs or InSb) distinctly different interface bonds, which influences the transport property. It is known that an InSb-bond interface leads to better transport properties in InAs/AlSb QW, which is explained by a more atomically abrupt interface and a reduced dislocation density in the case of an InSb-bond interface. One important issue is the quality of the interface on either side of the QW. In this study, we obtained transport properties in dependence of the In or Sb soaking time during the InAs/AlSb interface growth of unintentionally doped InAs QW structures. At bottom interface, in order to create InSb-bond interface, after Sb soaking on the AlSb the surface is exposed to an In flux. And InSb-bond of top interface is created by Sb soaking on the InAs surface. We could measurement of electron mobility over 20,700 ㎠/V·s at 300 k through soaking time control. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and transmission electron microscopy (TEM) is used to characterize the interface. In combination with Hall measurements of QW transport properties are analyzed. The structural properties are also analyzed by using double crystal x-ray diffraction (DCXRD) and photoluminescence (PL). And we report the properties of GaSb films grown on GaAs(001) substrates. The structural properties of the films were investigated using RHEED, atomic force microscope (AFM), DCXRD, TEM. It is found that the GaSb is grown to 3-dimensional islands when they are directly grown on GaAs substrate. An AlSb Low temperature (LT) buffer layer plays a key role to transfer the growth mode from 3-dimensional island to layer-by-layer. The structural properties of GaSb films with thin InAs, AlSb, and GaSb buffer layers grown on a GaAs (001) substrate at LT were investigated by AFM, TEM, and DCXRD. The strain arising from depositing the thin buffer layer onto the GaAs substrate was relieved by a periodic array of 90° misfit dislocations. The 90° misfit dislocation array at the AlSb/GaAs and GaSb/GaAs interface had an average spacing of 4.80 nm and 5.59 nm. The mean roughness and the full width at half maximum of the rocking curve of the GaSb film on the thin AlSb and GaSb buffer layer were found to be less than 1 nm, and about three times lower than the corresponding values for the system with an InAs buffer layer. These results clearly demonstrate that the presence of a LT AlSb buffer layer is very useful for improving the quality of GaSb crystals grown on GaAs substrates.

有機金屬 氣相에피成長法에 의한 InAs/GaAs 陽子點의 에피成長 및 특성 硏究

박광현 成均館大學校 大學院 2002 국내석사

Self-assembled InAs quantum dots(QDs) were grown on exactly GaAs(100) substrate by metalorganic chemical vapor deposition. The InAs/GaAs QDs were observed by Atomic Force Microscopy and their optical properties were analyzed by photoluminescence. To optimize the growth conditions of InAs/GaAs QDs, the effect of the growth time, growth temperature and amounts of reactants supplied were investigated at pressure of 76 Torr. When the InAs/GaAs QDs were grown at 540°C with TMIn=10 sccm and AsH_(3)=18.6 sccm for 5 sec, a strong room-temperature PL peak at 1155nm with a FWHM of 65 meV was observed. When the amount of TMIn supplied was increased up to 14 sccm and when the growth time was increased to 6.5 sec, the peak wavelength moved to 1230 and 1260 nm, respectively. But the intensity dropped by 10 %. This suggests that the size of the QDs and the number of crystal defects increase with increasing growth time and amount of TMIn. When TMGa was supplied together with TMIn and InGaAdGaAs QDs were grown, the QDs grew more spherically, and the luminescence intensity was increased. When the nitrogen was incorporated into InAs QDs during growth, The PL peak moved to longer wavelength and the FWHM of the PL peak was reduced. The room temperature PL peak shifted from 1155 nm to 1300 nm when the InAs QDs were grown with dimethylhydrazine(DMHy)-to-AsH_(3) ratio as low as 2.7% as compared to the cases when the dots are grown without nitrogen. The FWHM of the room temperature PL peak was measured to be as low as 33 meV as compared with 65 meV measured from the InAs/GaAs QDs grown under the same condition except for the DMHy supply. The PL yield of the 1300 nm peak from InAsN/GaAs QDs remainded at 8 % of the value at 10 K that is more than three times as arge as values from InAs and InGaAs QDs. The carrier decay times of the 1300 nm luminescence at 10 K and room temperature were similar each other as 600 ps. All these characteristics suggest that the number of crystal defect is smaller and the uniformity in the size and composition is enhanced when InAs QDs are grown with nitrogen supplied as compared with the cases without it.

MBE법에 의한 InAs 양자점의 성장 및 특성평가

권영수 경희대학교 대학원 2000 국내석사

We present Photoluminescence (PL) and Atomic Force Microscopy (AFM) image on InAs quantum dots (QDs) having different size which grown by Molecular Beam Epitaxy (MBE). For different size QDs, analysis of the AFM profiles show that the density of QDs was the maximum value (1.1×1011/cm2) at 2.0 ML. In the PL spectra of QDs, it is found that the peak energy decreases with increasing dot size due to the effect of quantum confinement. Temperature dependence of PL intensities show that the PL is quenching and Red shift as the temperature increase. The FWHM range of 20 K - 180 K is narrowing with increasing temperature. When temperature is over 180 K, the line-width starts to increase with increasing temperature. Temperature dependence of the integrated intensities were fit by using the Arrehenius-type function for the activation energy. Fit value of the activation energy was increased with increasing QDs-size. We can optimize the 2ML QDs size above the results and observe how the Al0.29Ga0.71As barrier works. PL intensity of the embedded barrier QDs is higher than InAs/GaAs QDs and admirable room temperature PL because of confinement effect. Also, we have observed large blue sift up to nearly 163.4 meV and narrowed linewidth 24.6 meV in the 70 K PL of annealed Al0.29Ga0.71As barrier embedded samples.

Energy level engineering of InAs quantum dots for phototransistors and laser diodes application

김종수 嶺南大學校 大學院 2002 국내박사

고 효율, 고속의 광전소자에 대한 요구는 양자점 (quantum dots;QDs)과 같은 저 차원 구조에 대한 흥미를 유발 시키고 있다. 특히 QDs은 강한 국소화 된 전자 파동함수로 인해 원자에 가까운 전자 상태밀도를 가지기 때문에 새로운 소자나 보완된 광전 소자의 실현에 대한 가능성을 가지고 있다. 최근 반도체를 이용한 QDs 구조에 대한 기술적인 관심은 발광 다이오드 (light emitting diode; LED), 레이저 다이오드 (laser diode; LD) 원적외선 검출기 (infrared photodetector; IP), 광트랜지스터 (phototransistor;PT)와 단전자트랜지스터 (single electron transistor; SET)를 포함하는 광전 및 전자소자에 집중되고 있다. 본 논문에서는 인듐비소 (InAs) QDs을 이용한 PT와 LD의 응용과 그리고 InAs 박막을 이용한 광전 소자 응용을 위하여 III-V족 화합물반도체의 p-형 도핑과 InAs 박막성장 및 InAs QDs의 에너지 준위 조절에 관하여 연구하였다. p-형 GaAs 및 InAs 박막과 QDs은 GaAs 기판 위에 분자선 박막성장 법 (molecular beam epitaxy; MBE)을 이용하여 성장하였으며, 성장된 시료의 전기 및 광학적, 구조적 특성을 reflection high-energy diffraction (RHEED), high-resolution X-ray diffraction(HRXRD), transmission electron microscopy (TEM), photoluminescence (PL), photoreflectance (PR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), photocurrent (PC), current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), Hall measurement 등을 이용하여 분석하였다. 앞서 연구된 실험 결과를 이용하여 IP, PT, LD, SET을 제작하여 그 전기 및 광학적 특성을 분석하여 InAs QDs의 광전 소자로의 응용가능성을 제시하였다. 3장에서는 Mg을 이용한 p-형 도핑에 관한 연구를 통하여 GaAs의 성장온도와 III-V족 분자선의 비를 조절하여 2×10^(15)/cm^2에서 1.2×10^(20)/cm^2까지의 도핑농도를 조절하여 PT와 LD에 이용되는 p-형 도핑량을 조절하였다. 4장에서는 Hall 센서응용을 위한 InAs 박막을 성장하기 위하여 GaAs 기판을 이용하였으며, 낮은 성장온도와 GaAs의 기판의 형태에 따라서 InAs 박막의 질이 향상됨을 볼 수 있었고 이를 이용하여 Hall센서를 제작하여 케리어 이동도 (mobility)가 11,944 cm^2/Vㆍs인 InAs박막을 얻을 수 있었다. 따라서 GaAs 위에 성장시킨 InAs 박막의 전기소자의 응용가능성을 확보하였다. 그리고 5장에서는 장파장 소자에 응용하기 위한 InAs 박막을 GaAs기판 위에 성장하여 발광 파장이 3 μm인 양질의 InAs 박막을 얻었으며 이는 InAs 박막의 광 소자 응용에 가능성을 보여 주는 결과이다. 6장에서는 광전 소자의 활성영역에 해당하는 QDs의 에너지 준위조절 및 도핑특성을 연구하기위해 Si을 도핑한 InAs QDs의 광학적 특성과 두개의 도메인을 이용한 이종 계면을 가진 InAs QDs 성장방법을 제안하여 단파장 (925 nm) 영역에서부터 광통신에 이용되는 1.32μm의 발광파장영역까지 QDs의 에너지 준위를 조절하였다. 7장에서는 앞의 연구결과를 기반으로 QDs을 이용한 QDIP, QDPT, QDLD와 QD-SET에 응용하였다.

포토루미네션스와 시간분해 포토루미네션스를 이용한 InAs 양자점의 광학적 특성

오재원 강원대학교 2013 국내석사

본 연구에서는 분자선 에피탁시 (molecular beam epitaxy; MBE) 장비를 이용하여 S-K (Stranski-Krastranov) 성장모드로 자발형성한 InAs/InAlGaAs 양자점(quantum dots; QDs) 시료들과 MEE (migration-enhanced epitaxy) 법으로 성장한 InAs/GaAs 양자점 시료들의 발광 특성과 운반자 동력학을 photoluminescence (PL)과 time-resolved PL (TRPL)을 이용하여 분석하였다. 자발형성 InAs 양자점 시료들은 InP 기판 위에 성장하였다. InAs QDs를 성장하기 전에 InAlGaAs 버퍼층을 성장한 후, InAs 양자점은 S-K 모드로 자발형성 하였으며, single layer InAs/InAlGaAs QDs와 7-stacked InAs/InAlGaAs QDs를 성장하였다. 7-stacked QDs는 PL과 TRPL 측정 결과 이중 크기분포(bimodal size distribution)의 발광 특성을 나타내었으며, single layer QDs에 비해 적색편이된 PL 피크, 넓은 PL 선폭과 강한 온도의존성을 보였다. 또한 7-stacked QDs의 PL 소멸시간은 발광파장이 증가함에 따라 연속적으로 감소하였다. 이러한 결과들은 7-stacked QDs의 다른 층(different layers)에 형성된 다른 크기의 양자점에서 비롯된 양자점의 이중 크기 분포에 의한 것으로 설명된다. 두 번째 시료들은 GaAs 기판에 MEE 법을 이용하여 InAs 양자점을 성장하였으며, In을 9.3초 공급하고 5초 차단한 후 As을 일정시간 공급하고 5초 차단해주었으며, 이러한 과정을 3회 반복하여 InAs 양자점을 성장하였다. As 공급시간은 3초(AT3), 4초(AT4), 6초(AT6), 9초(AT9)로 조절하여 성장하였다. 저온(10 K)에서 As을 6초 공급한 시료의 반치폭(full width at half maximum)이 가장 적으며 PL 세기가 가장 강하였다. 이러한 결과는 As을 6초 공급할 때 양자점의 크기가 가장 균일함을 의미한다. 10 K에서 측정한 PL 피크에서의 AT3와 AT4의 PL 소멸시간은 각각 1.11 ns와 1.0 ns이고, AT6의 소멸시간은 1.41 ns로 증가하였다. AT6 시료의 가장 긴 소멸시간은 양자점의 폭과 밀도의 증가로 인한 인접한 양자점 사이의 파동함수 중첩의 증가로 운반자의 이동이 증가하기 때문이다. 이러한 결과로부터 As 공급시간을 변화시켜 양자점의 균일도를 향상시키고 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있다는 것을 확인하였다. The luminescence properties and recombination dynamics of self-assembled InAs/InAlGaAs quantum dots (QDs) and InAs/GaAs QDs have been investigated by using photoluminescence (PL) and time-resolved PL (TRPL) measurements. Self-assembled InAs/InAlGaAs QDs were grown on n-type InP substrates by a molecular beam epitaxy system. Single layer and seven-stacked layers of InAs/InAlGaAs QDs were grown by the conventional Stranski-Krastanov growth mode after depositing an InAlGaAs buffer layer. The seven-stacked QD sample shows a redshifted PL emission energy, a broad PL linewidth, and a strong temperature dependence compared with the single layer QD sample. The PL decay time of seven-stacked QDs decreases continuously as the emission wavelength increases. However, the decay time of single layer QDs increases up to the PL peak and then decreases with emission wavelength. All of these results are attributed to the bimodal size distribution of QDs in the seven-stacked sample, which originates from different sizes of spatially ordered QDs formed on different layers. InAs/GaAs QDs grown by a migration enhanced epitaxy (MEE) using various As supply times have been studied. During QD growth, In flux was supplied for 9.3 s, growth interruption for 5 s, As flux supplied for different times, and growth interruption 5 s. This growth sequence was repeated 3 times during the growth of InAs QDs. As flux were supplied for 3 (AT3), 4 (AT4), 6 (AT6), and 9 (AT9) s. The PL peak is shifted to a higher energy side with increasing As supply time. AT6 sample shows the strongest PL intensity and the most narrow PL linewidth at 10 K. These results indicate the improved quantum dot shape and size uniformity and the increased dot density by using different As flux. The PL decay times of AT3, AT4, and AT6 samples taken at PL peak are 1.11, 1.00, and 1.41 ns, respectively, at 10 K. The longer decay time of AT6 sample can be explained by the increased carrier migration due to the enhanced wave function overlapping among QDs caused by the increased QD width and density. It is found that the size/shape and density of InAs/GaAs QDs can be controlled by MEE method with different As supply times.

IR Detectors Grown on InAs Wafers Based on III-As-Sb Compound Semiconductors

박성렬 UST (연합기술대학원) 2023 국내박사

In this work, designs for IR detector grown on InAs wafer by MBE is presented. The detector structure presented is latticed matched to the InAs wafer. With all components of the structure being latticed matched, the thickness limitation due to stress during epitaxy can be avoided. The lattice matched films used are GaAsSb and AlAsSb. The detector absorbers were InAs and InAs/GaAsSb Type II Superlattice. A noble structure for IR detector using InAs as is also present in this work. This structure’s goal is to detect the IR radiation below the bandgap of InAs by doping. .The process of coming up with such structure is described in detail. Due to the limitation of the MBE used in this study, the work is not completed. However, the preliminary works done for the growth and findings during the process is shown in this thesis. The goal of this thesis is to present a thorough literature study on the topic and present the work done until now in detail. The growth of the detectors and the characteristics will be carried out later based on this thesis.

Growth and Characterization of Self-Assembled InAs Quantum Dots Grown by Molecular Beam Epitaxy

최현광 Graduate School of Inje University 2003 국내박사

This thesis concerns the optical and structural properties of self-assembled InAs quantum dots (QDs) on GaAs substrate grown by a molecular beam epitaxial system. Of primary concern in the study was to control the energy level of InAs QDs to shorter emission wavelength from typical InAs QDs embedded in a GaAs matrix by using AlxGal-xAs/GaAs suprerlattice barrier with different A1 mole fraction. Self-assembled InAs QDs were investigated by using in-situ reflection high-energy electron diffraction (RHEED), photoluminescence (PL), photoreflectance (PR), and transmission electron microscopy (TEM) measurements. While the emission peak position of InAs QDs embedded in a thick A10.288Ga0.712As matrix was blue-shifted by 100 meV from InAs QDs in a GaAs matrix, the PL intensity was seriously reduced mainly due to Al-related defects and PL linewidth became 2.7 times larger caused by an increase in the size fluctuation. However, the emission peak position of InAs QD samples with A10.288Ga0.712As /GaAsx10 superlattice barriers was blue-shifted by 80 meV without significant degradation in PL yield and linewidth broadening.