본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

ε-Ga2O3 박막의 성장과 상전이를 이용한 고품질 β-Ga2O3 박막의 제조

Growth of ε-Ga2O3 film and fabrication of high quality β-Ga2O3 films by phase transition

0

조회

0

다운로드

3

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류재료공학

초록

Ga2O3의 준 안정상인 ε-Ga2O3는 육각형 구조나 준 육각형 구조를 가지는 기판들과 정합성이 우수하여 β-Ga2O3보다 상대적으로 쉽게 낮은 표면 거칠기와 결함 밀도를 갖는 박막을 얻을 수 있다. 이에 ε-Ga2O3를 고온에서 열처리하면 β-Ga2O3로 상전이 되는 특성을 이용하여 표면 거칠기와 결함 밀도가 낮은 고품질 β-Ga2O3 박막의 제조를 시도하였다. 이를 위해서는 고품질 ε-Ga2O3 박막의 성장이 선행되어야 하므로 본 연구에서는 갈륨과 산소의 공급 유량 비율에 따른 Ga2O3 박막의 구조적, 형태적 특성을 분석함으로써 최적의 유량 비율을 조사하였다. 추가로 열처리 조건과 ε-Ga2O3 박막에 혼입된 β-Ga2O3가 상전이 이후 β-Ga2O3의 결정성에 미치는 영향도 함께 조사하였다.

Abstract

ε-Ga2O3, a metastable phase of Ga2O3, has excellent compatibility with substrates having a hexagonal structureor a quasi-hexagonal structure, so that a film having a relatively lower surface roughness and defect density than β-Ga2O3can be obtained easily. Accordingly, we attempted to fabricate a high-quality β-Ga2O3 film with a low surface rough nessand defect density using the property of phase transition to β-Ga2O3 when ε-Ga2O3 is annealed at a high temperature. Forthis, the growth of high-quality ε-Ga2O3 films must be preceded. In this study, the optimal flow rate was investigated byanalyzing the structural and morphological characteristics of the ε-Ga2O3 film according to the supplied precursor ratio. Inaddition, the annealing condition and the effect of β-Ga2O3 mixed in the ε-Ga2O3 film on the crystallinity of β-Ga2O3 afterphase transition were also investigated.

참고문헌 (16)

  1. M. Orita, H. Ohta, "Deep-ultraviolet transparent conductive β-Ga2O3 thin films", Appl. Phys. Lett, 77, pp.4166~ (2000)
  2. M. Higashiwaki, "Development of gallium oxide power devices", Phys. Stat. Soli. (a), 211, pp.21~ (2014)
  3. R. Roy, "Polymorphism of Ga2O3 and th e system Ga2O3-H2O", J. Am. Chem. Soc, 74, pp.719~ (1952)
  4. D. Gogova, "Homo- and heteroepitaxial growth of Sn-doped β-Ga2O3 layers by MOVPE", Cryst. Eng. Comm, 17, pp.6744~ (2015)
  5. E.G. Víllora, "Large-size β-Ga2O3 single crystals and wafers", J. Cryst. Growth, 270, pp.420~ (2004)
  6. Z. Galazka, "On the bulk β-Ga2O3 ingle crystals grown by the Czochralski method", J. Crys. Grow, 404, pp.184~ (2014)
  7. A. Kuramata, "High-quality β-Ga2O3 single crystals grown by edge-defined film-fed growth", Jpn. J. Appl. Phys, 55, pp.1202~ (2016)
  8. A.S. Pratiyush, "Optical float-zone grown bulk β-Ga2O3-based linear MSM array of UV-C photodetectors", IEEE Phot. Tech. Lett, 31, pp.923~ (2019)
  9. Z. Guo, "Anisotropic thermal conductivity in single crystal β-gallium oxide", Appl. Phys. Lett, 106, pp.111909~ (2015)
  10. Y. Arata, "Heteroepitaxial growth of single-phase β-Ga2O3 th in films on c-plane sapphire by mist chemical vapor deposition using a NiO buffer layer", Cryst. Eng. Comm, 20, pp.6236~ (2018)
  11. F. Boschi, "Hetero-epitaxy of β-Ga2O3 layers by MOCVD and ALD", J. Cryst. Growth, 443, pp.25~ (2016)
  12. R. Fornari, "Thermal stability of β-Ga2O3 polymorph", Acta Mat, 140, pp.411~ (2017)
  13. 박상훈, "Crystal Phase Control of varepsilon-Ga2O3 Fabricated using by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition", Journal of the Korean Physical Society, 74(5), pp.502~507 (2019), 한국물리학회[DOI]
  14. S. Ambrosini, "Self-catalyzed GaAs nanowire growth on Sitreated GaAs(100)substrates", J. Appl. Phys, 109, pp.094306~ (2011)
  15. E. Galopin, "Morphology of self-catalyzed GaN nanowires and chronology of their formation by molecular beam epitaxy", IOP Sci. Nano, 22, pp.245606~ (2011)
  16. S. Kumar, "Self-catalytic growth of β-Ga2O3 nanostructures by chemical vapor deposition", Adv. Eng. Mat, 17, pp.709~ (2015)

관련 논문AI추천

유기 금속 화학 증착법(MOCVD)으로 4H-SiC 기판에 성장한 Ga2O3 박막과 결정 상에 따른 특성양민, 김경화, 김소윤, 안형수, 이정복한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2021 · 제31권 제4호MOCVD 성장법을 이용한 Beta-Ga2O3 박막의 헤테로에피택시 성장 특성김명식, 문영부, 이기업, 이무성, 정정수, 조세아, 차안나, 하준석한국마이크로전자및패키징학회 · 마이크로전자 및 패키징학회지2024 · 제31권 제2호ε-Ga2O3 박막 성장 및 MSM UV photodetector의 전기광학적 특성양민, 박상훈, 안형수, 이한솔한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2019 · 제29권 제4호MOCVD에 의한 Si 기판 위의 Ga2O3 박막 저온 결정 성장과 전기적 특성양민, 김경화, 안남준, 안형수, 이정복한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2022 · 제32권 제2호Growth of α-Ga2O3 Epitaxial Films on Al2O3 by Halide Vapor Pressure Epitaxy노호균, 문영부, 박준성, 이대장, 차안나, 하준석한국마이크로전자및패키징학회 · 마이크로전자 및 패키징학회지2019 · 제26권 제4호EFG 법으로 성장시킨 β-Ga₂O₃ 단결정의 다양한 결정면, off-angle에 따른 epitaxial layer의 특성 분석강진기, 김대욱, 김윤진, 박미선, 서선영, 신소민, 이원재, 이혜용, 장희연, 정광희, 채민지한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2024 · 제34권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (7건)