The characteristics of GaN epitaxial layers grown on silicon (111) substrates by metalorganic vapor phase epitaxy have been investigated. The only control of AlN thickness was found to decrease the stress sufficiently for avoiding crack formation in an overgrown thick ($2.6{\mu}m$) GaN la...
The characteristics of GaN epitaxial layers grown on silicon (111) substrates by metalorganic vapor phase epitaxy have been investigated. The only control of AlN thickness was found to decrease the stress sufficiently for avoiding crack formation in an overgrown thick ($2.6{\mu}m$) GaN layer. X-ray diffraction and photoluminescence measurements are used to determine the effect of AlN thickness on the strain in the subsequent GaN layers. Strong band edge photoluminescence of GaN on Si(111) was observed with a full width at half maximum of the bound exciton line as low as 17meV at 13K.
The characteristics of GaN epitaxial layers grown on silicon (111) substrates by metalorganic vapor phase epitaxy have been investigated. The only control of AlN thickness was found to decrease the stress sufficiently for avoiding crack formation in an overgrown thick ($2.6{\mu}m$) GaN layer. X-ray diffraction and photoluminescence measurements are used to determine the effect of AlN thickness on the strain in the subsequent GaN layers. Strong band edge photoluminescence of GaN on Si(111) was observed with a full width at half maximum of the bound exciton line as low as 17meV at 13K.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 유기화학기상증착법 (MOCVD) 을이 용하여 A1N 완충층 두께에 따라 Si(lll) 기판위에 GaN 박막의 결정성의 변화를 확인하고 균열밀도의 변화를 연구하였다.
제안 방법
이런 결과는 A1N 완충층이 Si(lll) 기판 위에서 GaN 성장에 중요한 역할을 함을 나타낸다. 80nm A1N 완충층을 이용하여 약 1pm 두께에서 무균열 GaN 박막을 성장 하였다.
A1N 두께에 따른 GaN의 균열밀도는 normalski 현미경 (x50)에 의해 관찰 되었다. 성장된 박막의 구조를 관찰하기 위해 x-ray diffraction(XRD) 측정을 하였고 광학적인 특성을 관찰하기위해 photoluminescence (PL)측정을 하몄다.
본 연구에서는 유기화학기상증착법으로 A1N 완충층 조절을 통해 Si 기판위에 고품질 GaN 박막을 성장하였다. 단지 A1N 완충층 두께 조절만으로도 Si(lll) 기판 위에 증착된 GaN에서의 tensile 응력을 효과적으로 감소시킬 수 있고 또한 결정질을 향상 시킬수 있다.
의해 관찰 되었다. 성장된 박막의 구조를 관찰하기 위해 x-ray diffraction(XRD) 측정을 하였고 광학적인 특성을 관찰하기위해 photoluminescence (PL)측정을 하몄다.
대상 데이터
GaN 박막은 유기화학기상증착장비(Veeco사、D180GaN) 를 이용하여 성장 되었다. GaN 성장을 위해 (111) 방향 Si(n형, 0.
이용하여 성장 되었다. GaN 성장을 위해 (111) 방향 Si(n형, 0.0이cm)기판을 이용하였다. AIN와 GaN성장은 TMAI 와 TMGa 를 이용하여 1070 ℃, 76T°n.
성능/효과
35nm, 65nm, 그리고 80nm 샘플의 균열밀도는 각각 300/cm, 40/cm, 그리고 7/cm 이었다. 80nm A1N 완충 층을 사용하여 1pm 성장한 GaN 박막에서 무균열한 표면을 얻을 수 있었다.(그림 1.
즉, 균열된 GaN 박막은 응력이 완화된 상태로 되고 그 박막의 12 피크는 균열정도에 따라 응력 완화된 GaN 밖막의 12 피크에 근접하게 된다. 따라서, 가장 않은 균열을 보인 AIN 35nm 샘플의 12 피크는 응력이 없는 GaN 박막의 12 피크값에 근접한 3.48eV를 나타낸다. 반대로, AIN 80nm 샘플의 12 피는 Si 기판위에서 균열 없이 성장한 GaN 박막의 12 피값에 근접한 3.
35nm, 65nm, 그리고 80nm A1N 두께의 板 피크 FWHM윤 각각 39meV, 32meV, 그리고 17meV 였다. 이 결과는 A1N 완충층 두께가 증가함에 따라 광학적인 특성이 향상 됨을 나타낸다.
모든 GaN 박막 샘플에서 GaN(0002) 면과 관계된 강한피크가 2 8=3서에서 관찰돠었다. 이들 결과는 GaN 박막이 A1N 두께에 상관없이 높은 c축 배향성과 고품질의 결정성을 가짐을 보여준다. 또한, 그림 2는 AlN(0002)면의 피크강도가 A1N 완충층 두께증가에 따라 강해지는 현상을
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