EFG 방법으로 성장한 β-Ga2O3 단결정의 영역별 품질 분석 = Spatial variation in quality of Ga2O3 single crystal grown by edge-defined film-fed growth method

국문 초록 (Abstract)

초광역대 반도체인 β-Ga₂O₃은 고전력 반도체 소재에 대한 유망한 응용으로 인해 큰 주목을 받고 있다. 5가지 다른 다형 중 가장 안정적인 상인 β-Ga₂O₃는 4.9eV의 넓은 밴드갭과 8MV/cm의 높은 항복 전계를 갖는다. 또한, 이는 용융 소스로부터 성장될 수 있어 전력반도체용 SiC, GaN 및 다이아몬드와 같은 다른 와이드 밴드갭 반도체보다 더 높은 성장률과 더 낮은 제조 비용으로 성장이 가능하다. 이 연구에서 β-Ga₂O₃ 단결정 성장은 EFG(edge-defined film-fed growth) 방법에 의해 성장되었다. 성장 방향과 주면을 각각 β-Ga₂O₃ 결정의 [010] 방향과 (100)면으로 성장하였다. Raman 분석의 스펙트럼으로 β-Ga₂O₃ 잉곳의 결정상과 불순물을 확인하였고, 고해상도 X선 회절(HRXRD)을 이용하여 결정 품질과 결정 방향을 분석하였다. 또한 EFG 방법으로 성장한 β-Ga₂O₃ 리본형태의 잉곳을 각 위치별로 결정 품질과 다양한 특성을 체계적으로 분석하였다.

참고문헌 (Reference)

1 T. Onuma, "Valence band ordering in β-Ga2O3 studied by polarized transmittance and reflectance spectroscopy" 54 : 112601-, 2015

2 J.Y. Tsao, "Ultrawide‐bandgap semiconductors: research opportunities and challenges" 4 : 1600501-, 2018

3 D. Guo, "Review of Ga2O3-based optoelectronic devices" 11 : 100157-, 2019

4 D. Dohy, "Raman spectra and valence force field of single-crystalline β- Ga2O3" 45 : 180-, 1982

5 K. Zhang, "Raman and photoluminescence properties of un-/ion-doped β-Ga2O3 single-crystals prepared by edge-defined film-fed growth method" 600 : 412624-, 2021

6 R. Roy, "Polymorphism of Ga2O3 and the system Ga2O3-H2O" 74 : 719-, 1952

7 M. Higashiwaki, "Guest Editorial: The dawn of gallium oxide microelectronics" 112 : 060401-, 2018

8 H. Aida, "Growth of β-Ga2O3 single crystals by the edge-defined, film fed growth method" 47 : 8506-, 2008

9 H. Aida, "Growth of β-Ga2O3 s ingle crystals by the edge-defined, film fed growth method" 47 : 8506-, 2008

10 M. Higashiwaki, "Development of gallium oxide power devices" 211 : 21-, 2014

11 M. Higashiwaki, "Depletion-mode Ga2O3 metal-oxide-semiconductor field-effect transistors on β -Ga2O3 (010) substrates and temperature dependence of their device characteristics" 103 : 123511-, 2013