MOVPE에 의한 GaN 피라미드 꼭지점 위의 반극성 나노/마이크로 크기의 GaN 성장
Fabrication of semi-polar nano- and micro-scale GaN structures on the vertex of hexagonal GaN pyramids by MOVPE
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초록
본 논문에서는 육각형 GaN 피라미드의 꼭지점 부분에만 나노 혹은 마이크로 크기의 GaN 구조를 선택적으로성장시킬 수 있는 결정 성장 방법에 대하여 연구하였다. 최적화된 포토리소그라피 공정을 이용하여 육각형 GaN 피라미드구조의 꼭지점 부분의 SiO2 마스크 영역만을 제거할 수 있었으며, 이렇게 하여 노출된 육각형 GaN 피라미드의 꼭지점 부분에만 metal organic vapor phase epitaxy(MOVPE) 결정 성장방법을 사용하여 나노 및 마이크로 크기의 GaN 구조를 선택적으로 성장하였다. GaN 피라미드 꼭지점 부근에 형성된 나노 및 마이크로 GaN 구조는 semi-polar {1-101} 결정면으로 둘러싸인 육각 피라미드 형상을 하고 있으며, 그들의 크기는 성장 시간에 의해 쉽게 조절할 수 있음을 확인하였다. TEM 관측 결과, 측면 방향으로 진행하는 관통전위들이 SiO2 마스크에 의해 효율적으로 차단되어 나노 및 마이크로 GaN 구조에서는 전위 밀도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으나, SiO2 마스크의 끝부분의 매끄럽지 못한 부분에 의해 적층 결함이 발생함을 확인하였다.
Abstract
We report on the growth and characterization of nano and micro scale GaN structures selectively grown on the vertex of hexagonal GaN pyramids. SiO2 near the vertex of hexagonal GaN pyramids was removed by optimized photolithgraphy process and followed by a selective growth of nano and micro scale GaN structures by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). The pyramidal GaN nano and micro structures which have crystal facets of semi-polar {1-101} facets were formed only on the vertex of GaN pyramids and the size of the selectively grown nano and micro GaN structures was easily controlled by growth time. As a result of TEM maesurement, Reduction of threading dislocation density was conformed by transmission electron microscopy (TEM) in the selectively grown nano and micro GaN structures. However, stacking faults were newly developed near the edge of SiO2 film because of the roughness and nonuniformity in thickness of the SiO2 film
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