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그래핀 코팅층을 이용한 고품위 질화물계 박막 성장 원문보기

한국진공학회 2013년도 제 45회 하계 정기학술대회 초록집, 2013 Aug. 21, 2013년, pp.132.1 - 132.1  

최재경 (기계신소재공학부, UNIST) ,  허재훈 (기계신소재공학부, UNIST) ,  김성대 (서울대학교 재료공학과) ,  문대영 (서울대학교 재료공학과) ,  윤두희 (서강대학교 물리학과) ,  주기수 (서울대학교 재료공학과) ,  곽진성 (기계신소재공학부, UNIST) ,  주재환 (기계신소재공학부, UNIST) ,  김성엽 (기계신소재공학부, UNIST) ,  박기복 (서울대학교 재료공학과) ,  김영운 (서울대학교 재료공학과) ,  윤의준 (서강대학교 물리학과) ,  정현식 (기계신소재공학부, UNIST) ,  권순용

초록
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현재 고품위GaN 박막 성장은 사파이어 기판이 주로 사용되며, 사파이어 기판 상에 저온에서 질화물 완충층을 선성장한 후 고온에서 GaN 박막을 성장하는 2단계 공정법을 일반적으로 택하고 있다. 본 연구에서는 새롭게 주목받고 있는 신소재인 그래핀을 본 실험실에서 기개발한 확산이용형성법을 이용하여 사파이어 기판에 직접 코팅하여 이를 완충층으로 사용한 후, MOCVD를 이용하여 저온 완충 층의 성장없이 고온에서 직접 성장한 GaN 박막에 관한 연구를 진행하였다. 매우 얇은 두께인 ~0.6 nm의 그래핀을 완충층으로 도입함으로써 GaN의 성장모드가 3차원 모드에서 2차원 모드로 바뀜을 확인 할 수 있었고, 그래핀 완충층의 두께가 점점 두꺼워짐에 따라 고온 성장한 GaN 박막의 구조적, 광학적 특성이 향상되어 기존의 2단계 성장법으로 얻은GaN 박막의 특성에 비견할 만큼 향상됨을 확인할 수 있었다. 그래핀상에 성장한 GaN 박막과 2단계 성장법으로 성장한 GaN 박막 상에 동일한 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 형성하여 유사한 내부양자효율을 얻을 수 있게 되어, 그래핀을 완충 층으로 한 GaN 박막의 광전 소자에의 응용가능성을 확인 할 수 있었다.

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