| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (11/10 ~ 11/11, 한양대학교) |
| 권호 | 11권 2호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | Vapor Transport법에 의한 GaN 성장과 특성 |
| 초록 | 본 연구에서는 Ga과 사파이어 기판을 근접시키고 액상의 Ga으로부터 공급되는 기체상태의 Ga과 NH3를 1000～1150℃의 온도범위에서 10～240분 동안 반응시켜 사파이어 기판위에 GaN결정을 성장하였다. NH3의 유량은 30～100sccm으로 변화시켰으며, 동시에 250sccm의 N2를 석영반응관 내에 주입하였다. Ga과 기판사이의 거리를 6～7㎜로 고정하고 Ga의 양은 0.1g 이내로 석영보트에 담아 장치하였다. 성장조건을 달리하여 성장된 GaN결정에 대하여 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 결정의 크기와 형태를 관찰하였으며 X선 회절분석장치를 사용하여 결정구조를 조사하고 상온 및 저온 광루미네센스(Photoluminescence)를 측정하여 광학적 성질을 평가하였다. 기판표면에 성장된 GaN결정은 기판 전체에서 균일하게 섬유형태를 보였다. 섬유형태를 가진 결정의 크기는 25～30㎛의 두께를 가지며 길이는 0.1～1㎜까지 다양하였다. 성장된 GaN결정들에 의한 XRD패턴은 GaN 분말과 같이 육방정 결정의 기저면에 해당하는 (00.2)와 (00.4)면으로부터 강한 회절 피크와 피라미드면에 해당하는 (10.1), (10.2) 및 (10.3)과 프리즘 면에 해당하는 (10.0)면과 (11.0)면 등에 의한 회절로 구성되었으며, 약 42°와 91° 부근에서 각각 기판으로 사용된 사파이어의 (00.6)과 (00.12)면에 의한 회절이 함께 나타났다. 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. 또한 많은 GaN 결정에서 보고되고 있는 얕은 준위의 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합 발광(3.27eV부근)과 깊은 준위에 의한 황색발광(2.25eV)은 거의 관찰되지 않았다. 이와 같은 사실로부터 본 연구에서 성장된 GaN 결정은 광학적 성질과 관련된 결정성이 비교적 양호한 상태임을 알 수 있었으며, 성장된 GaN 결정의 성장조건에 따른 특성을 보다 자세한 특성은 발표될것이다. |
| 저자 | 이재범, 정재욱, 김선태 |
| 소속 | 한밭대 |
| 키워드 | GaN; Vapor transport |
