본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

HVPE 방법으로 성장된 alpha-Ga2O3의 특성에 대한 VI/III ratio 변화 효과

Effect of VI/III ratio on properties of alpha-Ga2O3 epilayers grown by halide vapor phase epitaxy

2

조회

0

다운로드

4

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류재료공학

초록

본 연구에서는 HVPE 성장법을 이용하여 사파이어 기판 위에 알파 갈륨옥사이드를 성장시키며 VI/III 비의 변화에 따른 효과를 확인하였다. 성장된 알파 갈륨옥사이드의 표면은 평평하고 crack 없이 성장되었다. 성장된 갈륨옥사이드의 광학적 특성을 분석하기 위해 투과율을 측정하고 광학 밴드갭을 얻었다. 광학 밴드갭은 약 5.0 eV로 나타났고 VI/III 비가 증가함에 따라 비례하여 증가하는 결과를 보여주었다. 이론적 광학 밴드갭에 가장 근접한 VI/III 비가 23인 조건에서 성장된 알파 갈륨옥사이드의 결정성을 확인하기 위해 HR-XRD를 이용하여 FWHM을 측정하였고 이를 바탕으로 전위밀도를계산하였을 때 나선형 전위밀도는 1.5 × 10 7 cm−2 , 칼날 전위 밀도는 5.4 × 10 9 cm−2로 계산되었다.

Abstract

In this study, we report the effect of VI/III ratio on α-Ga2O3 epilayer on sapphire substrate by halide vapor phase epitaxy. The surface of α-Ga2O3 epilayer grown with various VI/III ratios was flat and crack-free. To analyze the optical properties of the α-Ga2O3 epilayers, the transmittance and an optical band gap were measured. The optical band gap was shown to be around 5 eV and showed a proportional increase in VI/III ratios. To determine the crystal quality of alpha gallium oxide grown with a ratio of 23, closed to the theoretical optical band gap, the FWHM was measured by HR-XRD. The calculated dislocation density of screw and edge were 1.5 × 10 7 cm−2 and 5.4 × 10 9 cm−2 , respectively

참고문헌 (19)

  1. J.Y. Taso, "Ultrawide-bandgap semiconductors: research opportunities and challenges", Adv. Electron. Mater., 4, pp.1~ (2017)
  2. S.J. Pearton, "A review of <TEX>$Ga_2O_3$<", TEX> material, processing, and devices, 2018, pp.5, 011301~
  3. A.M. Michael, "Oppotunities and future directions for <TEX>$Ga_2O_3$<", TEX>, 2017, pp.6, 356~
  4. M. Higashiwaki, "Depletion-mode <TEX>$Ga_2O_3$<", TEX> metal-oxide-semiconductor field-effect transistors on <TEX>${\beta}$<, TEX> (010) substrates and temperature dependence of their device characteristics, pp.Appl. Phys. Lett., 2013[DOI]
  5. S.C. Vanithakumari, "A one-step method for the growth of <TEX>$Ga_2O_3$<", TEX>-nanorod-based white-light-emitting phosphors, 2009, pp.21, 3581~
  6. D.Y. Guo, "Fabrication of <TEX>${\beta}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Opt. Mater. Express., pp.2014, 4[DOI]
  7. C. Jin, "Ultrasensitive multiple networked <TEX>$Ga_2O_3$<", TEX>-core, Sens. Actuators B, pp.2012, 161[DOI]
  8. K. Sasaki, "Device-quality <TEX>${\beta}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Appl. Phys. Express., pp.2012, 5[DOI]
  9. T.N. Adam, "Incomplete ionization of a 110meV unintentional donor in <TEX>${\beta}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Sci. Rep., pp.2017, 7[DOI]
  10. W.Y. Kong, "Graphene-<TEX>${\beta}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Adv. Mater., pp.2016, 28[DOI]
  11. M. Lena, "Growth of Sn-doped <TEX>${\beta}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, TEX>-<TEX>$SnO_2$<, pp.TEX> heterostructures for gas sensing applications, Cryst. Growth Des.[DOI]
  12. S. Fujita, "Evolution of corundum-structured III-oxide semiconductors: Growth, properties, and devices", Jpn. J. Appl. Phys., 55, pp.1202A3~ (2016)[DOI]
  13. K. Akaiwa, "Conductivity control of Sn-doped <TEX>${\alpha}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Jpn. J. Appl. Phys., pp.2016, 55[DOI]
  14. Y. Yao, "Growth and characterization of <TEX>${\alpha}$<", TEX>-, <TEX>${\beta}$<, TEX>-phases of <TEX>$Ga_2O_3$<, pp.TEX> using MOCVD and HVPE techniques, Mater. Res. Lett.[DOI]
  15. F. Mezzadri, "Crystal structure and ferroelectric properties of <TEX>${\varepsilon}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Inorg. Chem., pp.2016, 55[DOI]
  16. T. Oshima, "<TEX>$Ga_2O_3$<", TEX> thin film growth on c-plane sapphire substrates by molecular beam epitaxy for deep-ultraviolet photodetectors, 2007, pp.46, 7217~
  17. B. Zhou, "Effects of oxygen", argon ratio and annealing on structural and optical properties of ZnO thin films, 2012, pp.258, 5759~
  18. Y. Oshima, "Halide vapor phase epitaxy of twin-free <TEX>${\alpha}$<", TEX>-<TEX>$Ga_2O_3$<, Appl. Phys. Express., pp.2015, 8[DOI]
  19. Y. Chen, "Influence of the growth temperature of AlN nucleation layer on AlN template grown by high-temperature MOCVD", Mater. Lett., 114, pp.26~ (2014)[DOI]

관련 논문AI추천

Growth of α-Ga2O3 Epitaxial Films on Al2O3 by Halide Vapor Pressure Epitaxy노호균, 문영부, 박준성, 이대장, 차안나, 하준석한국마이크로전자및패키징학회 · 마이크로전자 및 패키징학회지2019 · 제26권 제4호MOCVD 성장법을 이용한 Beta-Ga2O3 박막의 헤테로에피택시 성장 특성김명식, 문영부, 이기업, 이무성, 정정수, 조세아, 차안나, 하준석한국마이크로전자및패키징학회 · 마이크로전자 및 패키징학회지2024 · 제31권 제2호r-Plane sapphire 위에 HVPE에 의해 성장한 a-plane GaN에피텍셜층의 V/III족 ratio에 따른 특성 변화박미선, 이원재, 이혜용, 최영준, 하주영한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2014 · 제24권 제3호원뿔 형태의 patterned sapphire substrate 위에 성장한 α-Ga2O3의 특성분석김선욱, 김진호, 라용호, 손호기, 이영진, 임태영, 전대우, 최예지, 황종희한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2019 · 제29권 제4호HVPE 법에서의 공정변수 조절에 의한 bulk GaN 단결정의 두께 최적화강석현, 강효상, 박재화, 박철우, 방신영, 심광보, 이성국, 이정훈, 이주형, 이희애한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2017 · 제27권 제2호HVPE를 이용하여 r-plane 사파이어 위에 multi-step으로 성장시킨 a-plane GaN 에피층의 특성 연구김홍승, 박미선, 이원재, 이원준, 이혜용, 장연숙, 최영준, 하주형한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2016 · 제26권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (6건)