저온버퍼의 원료공급비 변화가 GaN 박막의 극성에 주는 영향에 관한 연구 = Influence of the Source-Supplying Ratio during Low-Temperature Buffer Growth on the Polarity of GaN Films

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of the growth conditions for a low-temperature GaN (LT-GaN) buffer on the polarity of the GaN layer grown on c-plane sapphire by using gas-source molecular beam epitaxy has been investigated. We have observed a change in the crystal structure of the low-temperature buffer with changing V/III supply ratios and a related polarity change in the high-temperature GaN layer. The raman shift and the electron-backscatter diffraction (EBSD) pole figure measurements were used to determine the crystalline phase of LT-GaN. We found that the GaN layer with Ga polarity was only obtained for the hexagonal phase of the LT-GaN buffer. We explained this observation in terms of a change in the atomic arrangement induced by the stacking faults formed during the growth of the low-temperature buffer layer.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 가스소스 분자선 에피택시로 성장한 질화갈륨(GaN) 저온버퍼층의 성장조건에 따른 고온에서 성장된 GaN의 박막의 극성 변화에 관해 연구하였다. 저온버퍼 성장 시 V/III 공급비 변화가 저온버퍼의 결정구조를 결정하며, 저온버퍼의 결정구조가 고온에서 성장한 GaN의 극성(polarity)에 영향을 줌을 관찰하였다. 성장된 시료를 라만분광법(Raman spectroscopy)과 전자반사회절(electron backscatter diffraction, EBSD)의 극성도 (pole figure), 반사고속전자선회절 (reflection high energy electron diffraction, RHEED)을 통하여 분석한 결과, 저온버퍼 성장 시 육방정계 (Hexagonal)상과 입방정계 (cubic)상이 혼재된 경우에는 질소-극성을 갖는 GaN가 형성되며, 육방정계 (Hexagonal)상이 주도적인 경우에는 갈륨-극성을 갖는 GaN 박막이 형성되는 것을 알 수 있었다. 이러한 현상은 저온버퍼층 성장 시 발생한 적층결함의 영향에 의한 것으로 고찰하였다.

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