公开(公告)号：KR100239677B1

公开(公告)日：2000-02-01

申请号：KR1019960069419

申请日：1996-12-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  민석기

IPC: H01S5/10

Abstract: 본 발명은 격자 부정합을 이용한 광전소자용 광 및 전류차단구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래의 양자소자의 제조는 직접 GaAs 기판에 V홈에 파거나 GaAs/AlGaAs 기판위에 V홈에 파고 그 위에 양자세선 또는 양자점을 형성하는 방법이 사용되었는데, 이러한 방법은 발광소자의 경우 V홈 뿐만 아니라 V홈 이외의 표면에서 형성된 소자에서도 빛이 발광되어 V홈에서 나오는 광의 우수한 양자점 특성을 상대적으로 약화시키게 되며, 여러 가지 구조와 공존하게 되면 양자선이나 양자점 등의 신호가 약해지거나 벌크(bulk) 신호에 묻혀 그 우수한 특성을 얻을 수 없게 되는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 갈륨비소(GaAs) 기판 위에 에피층을 형성하는 제1공정과, 포토레지스트를 이용한 사진식각(Photolithography) 방법으로 상기 에피층의 식각될 부분으르 정의하는 제2공정과, 상기 에피층 및 갈륨비소(GaAs) 기판에 V홈에 형성하는 제3공정과, 상기 포토레지스트를 제거하는 제4공정과, 상기 V홈이 형성된 시편 위에 활성 영역 및 비활성 영역을 형성하는 제5공정으로 이루어지는 격자 부정합을 이용한 광전소자용 광 및 전류차단구조 및 그 제조방법을 제공하는데, 이러한 본 발명은 기판과 에피층 간의 격자 부정합을 이용하여 V홈에 성장된 활성 영역으로만 광과 전류를 효과적으로 제어함으로써, V홈 이외의 표면에서는 빛이 나오지 않게 하고 V홈 내에서 발생되는 신호가 상대적으로 더 강하게 밖으로 나올 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 고효율의 광전소자, 광전소가 어레이, 양자우물, 양자세선 및 양자점 등의 구조를 갖는 양자소자에 적용할 수 있다.

公开(公告)号：KR100234005B1

公开(公告)日：1999-12-15

申请号：KR1019970005288

申请日：1997-02-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  민석기

IPC: H01S3/00

Abstract: 본 발명은 전류차단구조와 활성층을 동시에 형성하는 광전소자의 전류차단구조 형성방법에 관한 것으로, 종래 광전소자의 전류차단구조 형성방법은 먼저, 갈륨비소기판에 전자선 또는 엑스선을 사용하여 V자형 또는 U자형의 홈을 형성하고, 상기 형성된 V자형 또는 U자형홈의 가장 깊은곳에 양자점 또는 양자세선을 형성하며 그 다음, 상기 양자점 또는 양자세선이 형성된 갈륨비소기판상에 갈륨비소에피층을 성장시키고 그 갈륨비소에피층에 이온을 주입하거나 확산법을 사용하여 전류차단구조를 형성하여, 그 공정단계가 복잡하고, 미세구조를 형성하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와같은 문제점을 감안한 본 발명은 갈륨비소와 산화알루미늄상에 갈륨비소에피층을 성장시켜 그 격자결함의 차를 이용하여 활성층과 전류차단구조를 동시에 형성함으로써 공정단계를 단순화하고, 용이하게 미세구조를 형성하며, 또한 그 수율을 증가시키는 효과가 있다.

公开(公告)号：KR1019980068606A

公开(公告)日：1998-10-26

申请号：KR1019970005290

申请日：1997-02-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  김춘근 ,  민석기

IPC: H01L21/00

Abstract: 본 발명은 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법에 관한 것으로, 종래에는 갈륨비소기판에 전자선 또는 엑스선을 주사하여 V자형의 홈을 형성함으로써 그 갈륨비소기판에 손상을 주며, 그 V자형홈의 가장깊은 부분에 형성한 양자점을 사용하는 광전소자의 출력이 약해 사용효율이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 습식식각으로 V자형홈을 형성하고, 2차원적인 반복구조를 갖는 양자점을 유기금속 화학증착법을 사용하여 용이하게 형성함으로써, 그 양자점을 사용하는 광전소자의 출력을 증대시켜 광전소자의 광변환효율을 증대시키는 효과가 있다.

公开(公告)号：KR1019960035783A

公开(公告)日：1996-10-28

申请号：KR1019950004793

申请日：1995-03-09

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 민석기 ,  김무성 ,  김용

IPC: H01L21/205

Abstract: 본 발명은 반도체 패턴 측면의 에피성장율 조절방법에 관한 것으로, 패터닝(patterning)된 GaAs 기판 위에 유기금속화학중착(MOCVD)법에 의해 에피층을 성장할때 CCl
4 를 도핑(doping)하므로써, 1)상기 CCl
4 유입량에 따라 에피층의 측면 성장율을 조절할 수 있으며 2) 이를 이용하여 양자세선을 제조할 수 있을 뿐 아니라 상기 양자세선은 ① 평면의 양자우물 두께에 비하여 양자세선의 두께가 현격한 차이를 타나내므로 광여기발광파장(photoluminescence) 또한 큰 차이를 가지게 되어 양자세선의 광학적 성질을 양자우물과 독립적으로 연구할 수 있고, ② 양자세선과 양자우물의 광여기 발광 강도비(I
QWR /I
QWL )는 여기된 지역의 양자세선과 양자우물의 부피비(V
QWR /V
QWL )에 비례하는데 본 발명에 의해 제조된 양자세선의 경우는 부피비가 최소 5배이상 향상되므로 광여 발광 강도비 또한 크게 향상될 수 있으며(여기서 I
QWR 및 I
QWL 는 양자세선의 발광강도 및 양자우물의 발광강도를 나타내며, V
QWR 및 V
QWL 는 양자세선의 부피비 및 양자우물의 부피비를 나타낸다), ③양자우물의 두께를 아주 얇게 하여도 양자세선의 두께를 충분히 두껍게 할 수 있으므로 IILD(impurity induced layer disordering) 기법으로 상기 양자우물을 없애버릴 경우 완전히 고립된 가장 이상적인 형태의 양자세선을 제작할 수 있다는 강점을 지녀 고신뢰성의 반도에 소자를 구현할 수 있게 된다.

公开(公告)号：KR100250953B1

公开(公告)日：2000-05-01

申请号：KR1019970045523

申请日：1997-09-02

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  김용 ,  김은규 ,  민석기 ,  박영균 ,  손창식

IPC: H01L21/20

Abstract: PURPOSE: A method for manufacturing fine quantum lines is provided to freely adjust the size of fine quantum lines upon formation of fine quantum lines. CONSTITUTION: A method for manufacturing fine quantum lines forms a groove of a specific shape on a substrate. Aluminum(Al) gallium(Ga) arsenide(As) having a step is formed on the substrate. A GaAs epitaxial layer is grown at the sidewall of the step using organic metal chemical deposition method. A growth control compound such as CCl4 or CBr4 for changing the growth rate of GaAs depending on the ratio of the concentration when the GaAs epitaxial layer is grown is injected. The GaAs epitaxial layer is grown at a specific temperature by injecting mixed 5-group elements and 3-group elements.

Abstract translation: 目的：提供精细量子线的制造方法，可以在形成微量子线时自由调节精细量子线的尺寸。 构成：用于制造精细量子线的方法在衬底上形成特定形状的沟槽。 在基板上形成具有台阶的铝（Al）镓（Ga）砷化物（As）。 使用有机金属化学沉积方法在台阶的侧壁处生长GaAs外延层。 注入用于根据GaAs外延层生长时的浓度比来改变GaAs的生长速度的诸如CCl4或CBr4的生长控制化合物。 GaAs外延层通过注入混合的5族元素和3族元素在特定温度下生长。

公开(公告)号：KR100219836B1

公开(公告)日：1999-10-01

申请号：KR1019970005289

申请日：1997-02-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  김춘근 ,  민석기

IPC: H01L21/00

Abstract: 본 발명은 고밀도 양자점 어레이 형성방법에 관한 것으로, 종래의 양자점 어레이 형성방법은 갈륨비소기판에 전자선 또는 엑스선을 사용하여 V자 또는 U자형의 홈을 파고, 그 홈의 하부에 양자점을 형성하였으나, V자 또는 U자형의 홈을 파는 공정에서 기판에 손상을 주어 그 양자점을 이용한 광전소자의 출력이 작아 그 광변환효율이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 갈륨비소기판상에 갈륨비소 및 알루미늄갈륨비소로 구성되는 양자구조를 형성하고, 불순물유도에 의한 격자무질서방법을 사용하여 그 양자구조에 양자세선을 형성한 후, 그 양자세선이 형성된 갈륨비소기판을 벽개하여 양자점 구조를 형성하고 그 양자점 구조에 유기금속 화학증착법으로 고밀도 양자점을 형성하여 갈륨비소기판에 손상을 주지 않고 용이하게 고밀도 양자점 어레이를 형성하여 그 양자점을 사용하는 광전소자의 출력을 증대시킴으로써, 그 광전소자의 광변환효율을 증가시키는 효과가 있다.

公开(公告)号：KR1019990070850A

公开(公告)日：1999-09-15

申请号：KR1019980005950

申请日：1998-02-25

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  손창식 ,  김용 ,  김은규 ,  민석기

IPC: H01L29/15

Abstract: 종래 기술을 이용하여 양자세선을 제작하면 양자세선의 모양이 초승달 모양으로 되어 수평방향의 광구속 효율이 떨어지고, 다층의 양자세선 제작시에 위쪽으로 올라갈수록 크기가 달라지는 단점을 가진다.
본 발명에서는 Ga(갈륨) 원자가 Al(알루미늄) 원자보다 확산이 잘 되는 특징을 이용하여, V 또는 U 자형 홈이 파진 GaAs 기판 위에 유기금속화학증착법(MOCVD) 방법으로 Al
x Ga
1-x As/Al
y Ga
1-y As (x 〉y) 다층에피층 성장시킴으로써 양자세선의 두께(thickness) 및 폭(width)을 정확하게 조절 할 수 있을 뿐 아니라 x 또는 y 값을 변화시켜서 다양한 폭 및 에너지 갭을 가지는 양자세선을 제작할 수 있다. 또한, 본 발명을 이용하면 사각형 모양의 양자세선을 얻을 수 있고, 따라서 수평방향의 광구속 효율이 증가하는 등 우수한 특성을 가진 양자세선의 제작이 가능하다.

公开(公告)号：KR1019980068605A

公开(公告)日：1998-10-26

申请号：KR1019970005289

申请日：1997-02-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  김춘근 ,  민석기

IPC: H01L21/00

Abstract: 본 발명은 고밀도 양자점 어레이 형성방법에 관한 것으로, 종래의 양자점 어레이 형성방법은 갈륨비소기판에 전자선 엑스선을 사용하여 V자 또는 U자형의 홈을 파고, 그 홈의 하부에 양자점을 형성하였으나, V자 또는 U자형의 홈을 파는 공정에서 기판에 손상을 주어 그 양자점을 이용한 광전소자의 출력이 작아 그 광변환효율이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 갈륨비소기판상에 갈륨비소 및 알루미늄갈륨비소로 구성되는 양자구조를 형성하고, 불순물유도에 의한 격자무질서방법을 사용하여 그 양자구조에 양자세선을 형성한 후, 그 양자세선이 형성된 갈륨비소기판을 벽개하여 양자점구조를 형성하고 그 양자점구조에 유기금속 화학증착법으로 고밀도 양자점을 형성하여 갈륨비소기판에 손상을 주지않고 용이하게 고밀도 양자점 어레이를 형성하여 그 양자점을 사용하는 광전소자의 출력을 출력시킴으로써, 그 광전소자의 광변환효율을 증가시키는 효과가 있다.

公开(公告)号：KR1019980050586A

公开(公告)日：1998-09-15

申请号：KR1019960069421

申请日：1996-12-21

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 김성일 ,  박영균 ,  김용 ,  김은규 ,  민석기

IPC: H01S3/0941

Abstract: 본 발명은 고효율 광전소자용 반구형 구조의 제조방법에 관한 것으로, 종래에는 화합물 반도체를 이용하여 반구형 구조를 가진 반광 및 수광소자의 제작시 기판위에 두꺼운(약 300㎛) 에피층을 성장시킨 후 이를 반구형으로 만들기 위하여 기계적으로 랩핑(lapping)하는 방법을 이용하였는데, 이러한 랩핑(lapping) 공정은 대단히 복잡하고 힘들며 기계적인 가공으로 계면이 손상되기 쉬울 뿐 아니라 수율도 떨어지게 되는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 유기금속 화학기상증착법(MOCVD)으로 에피층을 성장시킬 때, 기판 위에 특별한 모양의 실리콘산화박막(SiO
2 )이나 실리콘질화박막(Si
3 N
4 )의 박막 마스크 패턴을 만들어 준 다음 반구형 에피층을 형성하는 방법을 제공하는데, 상기 박막 마스크 주변에서 선택적으로 에피층의 높이와 넓이를 조절할 수 있는 특성을 이용하여 반구형 구조, 반구형 어레이 구조의 제조를 가능하게 한다.
결국, 본 발명은 고효율의 발광 및 수광 소자를 제조 공정을 단순화시키고 광전소자의 광전변환 효율을 높이며 반구형(도움형) 고출력 발광 소자 제조를 가능하게 하며 기계적인 가공에 의한 표면손상 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

公开(公告)号：KR1019960005814A

公开(公告)日：1996-02-23

申请号：KR1019940017508

申请日：1994-07-20

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 민석기 ,  김무성 ,  김용 ,  이민석

IPC: H01L21/302

Abstract: 본 발명은 GaAs/ AlGaAs 기판을 이용한 양자세선 제작방법에 관한 것으로, 종래의 양자세선 제작방법은 직접 GaAs 기판위에 V홈을 형성하고 그 위에 에피성장(epitaxial growth)을 실시하여 양자세선을 제작하는데, 상기와 같은 종래 양자세선 제작방법은 기판상에 형성되는 V 홈에 의해 에피층의 울퉁불퉁하게 되는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기판에 AlGaAs를 한층 더 성장시킨후 V홈을 형성함으로써 보다 효과적으로 양자세선을 형성시키고, 확산 제한 용액을 이용하여 마스크없이 양지세선을 보호하면서 윗면 양자우물(top quantum well)을 효과적으로 제거하는 동시에 V홈 형성에 따른 울퉁불퉁한 에피층을 간단하게 평탄화하 수 있도록 하는 GaAs/AlGaAs기판을 이용한 양자세선 제작벙법을 제공하는 것이다.