| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 ) |
| 권호 | 12권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | VTE에 의해 성장된 GaN결정의 특성 |
| 초록 | 광전자소자와 전기소자에 대한 다양한 응용으로 큰 관심을 받고 있는Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체인 GaN는 상온에서 3.4eV의 에너지갭을 갖으며 근자외파장부터 전 가시파장영역에 걸쳐 사용되는 고효율의 레이저다이오드와 발광다이오드 및 우수한 전자이동도를 갖는 트랜지스터 등을 제조하는데 사용되고 있다. 본 실험에서는 액상의 Ga으로부터 공급되는 기체상태의 Ga을 사파이어기판부분으로 이송시켜 NH3와 직접 반응시키는 방법으로 사파이어기판 위에 GaN결정을 성장하였다. 결정의 성장온도와 시간은 900~1150℃, 10~240분으로 각각 변화시켰다. 성장온도, NH3유량 및 성장시간 등을 달리하여 성장된 GaN결정에 대하여 광학현미경, 주사전자현미경, X-선회절, 광루미네센스 등을 통하여 성장된 GaN결정의 결정학적 특성 및 광학적 특성을 평가하였다. 성장된 GaN결정의 형태는 성장조건에 따라 whisker형태의 결정과 육방정형태의 결정으로 관찰되었다. 온도와 시간이 증가함에 따라 결정의 크기는 작아졌으며, 판상형태의 결정이 관찰되었다. 성장된 GaN결정들에 대한 XRD패턴은 분말과 같이 육방정결정의 기저면에 해당하는 (00.2)와 (00.4)면으로부터의 강한 회절피크와 피라미드 면과 프리즘 면에 해당하는 면에 의한 회절로 구성되어 있었다. 다른 면들에 의한 회절강도에 비하여 기저면에 의한 회절이 강하게 나타나는 사실로부터 두 종류의 형태를 갖는 성장된 결정의 GaN결정들이 c축 방향으로 발달되어 성장되었음을 알 수 있었다. XRD패턴에서 강도의 변화로부터 GaN결정의 성장이 제한되는 조건을 1100℃의 성장온도와 120분의 성장시간임을 알 수 있었으며, 그 이상의 성장온도와 성장시간에서는 성장된 결정의 열적인 분해가 발생함을 알 수 있었다. 10K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼은 3.472eV 부근에서 중성도너에 속박된 여기자의 소멸에 의한 발광(I2)과 결정결함 혹은 결정의 면 방향과 관련된 3.42eV 부근의 발광(ID)으로 구성되었다. 각각의 시편에 대하여 10K부터 300K의 온도범위에서 PL 스펙트럼을 측정하여 발광 밴드의 피크 에너지 변화를 분석중이다. |
| 저자 | 이재범, 김선태 |
| 소속 | 한밭대 |
| 키워드 | vapor transport epitaxy; VTE; GaN; GaOOH |
