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HVPE로 성장시킨 bulk GaN의 두께에 따른 광학적 특성 변화

Variation of optical characteristics with the thickness of bulk GaN grown by HVPE

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주제분류재료공학

초록

본 연구에서는 고휘도 · 고출력 광학소자 제조에 GaN 기판으로서의 적용가능 여부를 평가하고자 HVPE 법으로성장된 bulk GaN 결정의 두께 증가에 따른 광학적 특성 변화를 분석하였다. HVPE를 이용하여 다양한 두께(0.4, 0.9, 1.5 mm 이상)의 2인치 GaN 기판을 제작한 뒤, 화학 습식 에칭, Raman, PL 등을 이용하여 기판의 결함밀도와 잔류응력 변화에따른 광학적 특성을 분석하였다. 이를 통해 제작된 GaN 기판의 결정 두께와 광학적 특성과의 상관관계를 확인하였으며, 동종기판의 제작을 통한 고성능 광학소자로의 응용가능성을 확인하였다.

Abstract

In this work, we investigated the variation of optical characteristics with the thickness of bulk GaN grown by hydride vapor phase epitaxy(HVPE) to evaluate applicability as GaN substrates in fabrication of high-brightness optical devices and high-power devices. We fabricated 2-inch GaN substrates by using HVPE method of various thickness (0.4, 0.9, 1.5 mm) and characterized the optical property with the variation of defect density and the residual stress using chemical wet etching, Raman spectroscopy and photoluminescence. As a result, we confirmed the correlation of optical properties with GaN crystal thickness and applicability of high performance optical devices via fabrication of homoepitaxial substrate.

참고문헌 (24)

  1. C.H. Roh, "The synthesis and characterization of GaN micro-crystals", J. Korean Cryst. Growth Cryst. Technol., 11, pp.43~ (2001)
  2. 홍상현, "HVPE 방법에 의해 r-plane 사파이어 기판 위의 선택성장된 GaN", AlGaN 이종 접합구조의 특성, 2009, pp.19(1), 6~10[DOI]
  3. 오동근, "HVPE법으로 성장시킨 GaN substrate 제작과 특성 평가", 한국결정성장학회지, 20(4), pp.164~167 (2010), 한국결정성장학회
  4. C. Lee, "Study on the optical properties of gallium nitride", pp.84~ (1999)
  5. Y.G. Lee, "LED industry and latest technology trend", pp.52~ (2009)
  6. E.K. Suh, "Physics and technological overview of III-V nitride semiconductor based light-emitting diodes", Physics and High Technology, pp.16~ (2014)
  7. Y.J. Lee, "Properties of freestanding GaN prepared by HVPE using a sapphire as substrate", Korean J. Met. Mater., 8, pp.591~ (1998)
  8. S.T. Yoon, "Thermal annealing treatment and optical properities of GaN single crystal grown using the HVPE", pp.11~ (2007)
  9. Jae Hwa Park, "Crystal characteristics of bulk GaN single crystal grown by HVPE method with the increase of thickness", Journal of Ceramic Processing Research, 18(2), pp.93~97 (2017), 청정에너지연구소[DOI]
  10. 박재화, "HVPE 법에서의 공정변수 조절에 의한 bulk GaN 단결정의 두께 최적화", 한국결정성장학회지, 27(2), pp.89~93 (2017), 한국결정성장학회[DOI]
  11. F.C. Wang, "Residual thermal strain in thick GaN epifilms revealed by cross-sectional Raman scattering and cathodoluminescence spectra", Semicond. Sci. Technol., 22, pp.896~ (2007)
  12. 박재화, "HVPE로 성장된 GaN의 용융 KOH", NaOH 습식화학에칭, 2014, pp.24(4), 135~139[DOI]
  13. H. Gu, "Study of optical properties of bulk GaN crystals grown by HVPE", J. Alloys Compd., 674, pp.218~ (2016)
  14. 오동근, "Characterizations of GaN polarity controlled by substrate using the hydride vapor phase epitaxy (HVPE)technique", 한국결정성장학회지, 18(3), pp.97~100 (2008), 한국결정성장학회
  15. M.A. Reshchikov, "Evaluation of GaN by photoluminescence measurement", Phys. Status Solidi C, 8, pp.2136~ (2011)
  16. Y.J. Lee, "Optical properties of HVPE grown thick-film GaN on <TEX>$MgAl_2O_4$<", TEX> substrate, 1998, pp.8, 526~
  17. S.T. Kim, "Optical properties of HVPE grown GaN substrate", J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 11, pp.784~ (1998)
  18. K.H Kim, "The study on GaN grown by hydride vapor phase epitaxy", pp.46~ (2004)
  19. M.H. Lee, "A study on the fabrication GaN substrates by HVPE method", pp.37~ (2003)
  20. L. Li, "Influence of point defects on optical properties of GaN-based materials by first principle study", Comput. Mater. Sci., 129, pp.49~ (2017)
  21. H. Siegle, "Zone-boundary phonons in hexagonal and cubic GaN", Phys. Rev. B: Condens. Matter, 55, pp.7000~ (1997)
  22. C. Roder, "Raman spectroscopic characterization of epitaxially grown GaN on sapphire", J. Phys. D: Appl. Phys., 46, pp.285302~ (2013)
  23. K.S. Lee, "Studies on the epi-growth and characterization of GaN using modified HVPE method", pp.24~ (2001)
  24. M. Seon, "Selective growth of high quality GaN on Si(111) substrates", Appl. Phys. Lett., 76, pp.1842~ (2000)

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