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- 저자 : 정회구 (검색결과 2 건)
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Wurtzite 구조를 가지는 3족 질화물 반도체는 강한 극성을 가지는 극족의 결정들이다. 특히 GaN은 극성에 의해 결정의 성장거동, 이방적인 전기적, 광학적 특성을 가지게 된다. 본 실험에서 GaN 에피막과 결정을 성장 시켜 chemical wet etching, SP-EFM 등을 통해 극성을 분석하였다. HVPE를 이용하여 c-plane Al_(2)O_(3) 기판 위에 증착시킨 에피막 GaN의 경우 각각의 조건, 즉 완충층의 증착온도, 증착 시간, V/III족의 비, 그리고 에피막 증착 온도등을 변화시켜 주면서 막을 증착 하였다. 실험을 통해 가장 최적의 결정학적 데이터를 얻을 수 있었던 조건은 완충층 증착온도 500℃, 증착시간 90초, V/III족의 비 1333, 증착온도는 1080℃에서 가장 막질이 좋은 막을 얻을 수 있었다. 이 조건에서 완충층의 유무에 의한 극성을 관찰하기 위해 완충층을 증착하지 않은 경우와 위의 조건에서 성장시킨 막을 chemical wet etching, SP-EFM등으로 측정하였다. 측정한 결과 완충층을 올리지 않은 경우 N-polarity를 가짐을 예상 할 수 있었고 반면 완충층을 올린 경우는 G-polarity임을 예상 할 수 있었다. c-plane Al_(2)O_(3) 와 SiO_(2) 막 위에서 성장 시킨 미소 결정 입자에서 각각의 결정면의 극성을 관찰 하였다. 결정의 외형은 PBC이론에서 예측한 바와 같이 {101￣1}(0001￣){101￣0} 면들이 관찰되었다. 특히 극축인 c축을 따라서 현저한 이방성을 가짐을 관찰 하였다. 각각의 면에 대해 에칭을 한 결과 (0001￣)면과 {101￣1}면의 경우 N-polarity을 가지기 때문에 에칭에 의한 변화가 컸던 반면 {101￣0}면의 경우 non-polarity를 가지기 때문에 에칭에 의한 변화가 없음을 알 수가 있었다. c-plane Al_(2)O_(3)위에서 성장 시킨 결정의 경우 두 가지 타입의 결정이 성장하였는데 {101￣1}면이 발달한 육각피라미드 모양의 결정과 (0001￣)면이 발달한 결정이 존재 하였다. 특히 (0001￣)면이 발달한 결정의 경우 Twin Plane Reentrant Edge(TPRE) 성장에 의해 성장되었음을 알 수가 있었다 The crystals of group-III nitride semiconductors with wurtzite structure exhibit a strong polarity. Especially, GaN has characteristics of different growth rate, anisotropic electrical and optical properties due to the polarity. In this work, GaN epilayer was grown and the polarities of the crystals were observed by the chemical wet etching and SP-EFM. GaN thin films were deposited on c-plane Al_(2)O_(3) substrate under the variations of growth conditions by HVPE such as the deposition temperature of the buffer layer, the deposition time, the ratio of Group-V and III and the deposition temperature of the film. The adquate results were obtained under the conditions of 500℃, 90 seconds, V/III 1333 and 1080℃, respectively. It is observed that the GaN layer grown without the buffer layer has N-polarity and the GaN layer grown on the buffer layer has Ga-polarity. Fine crystal single particles were grown on c-plane Al_(2)O_(3) and SiO_(2) layer. The external shape of the crystal shows {10-11}, {10-10}, (000-1)planes as expected in the Periodic Bonding Chain(PBC) theory and anisotropic behavior along c-axis is obvious. As a result of etching on each plane, (000-1) and {10-11}planes were etched strongly due to the N-polarity and {10-10} plane was not affected due to the non-polarity. In the case of the crystal grown on c-plane Al_(2)O_(3), two types of crystals were grown. They were hexagonal pyramidal-shape with {10-11}plane and hexagonal prism with basal plane. The latter might be grown by twin plane reentrant edge(TPRE) growth.
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