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논문KCI 등재

R-plane 사파이어 기판위의 GaN/InGaN 이종접합구조의 HVPE 성장

HVPE growth of GaN/InGaN heterostructure on r-plane sapphire substrate

김석환|장성환|이수민|김경화|이충현|안형수|양민|황선령|장근숙|박길한|M. Koike|전헌수
한국결정성장학회 (The Korea Association Of Crystal Growth, Inc.)|2007.02|한국결정성장학회지 (Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology)|제17권 제1호|pp. 6-10

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주제분류재료공학

초록

R-plane 사파이어 위에 a-plane GaN층이 성장된 기판에 혼합소스 HVPE(mixed-source hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 GaN/InGaN의 이종접합구조(heterostructure)를 구현하였다. GaN/InGaN 이종접합구조의 성장은 선택성장 (SAG : selective area growth) 방법을 사용하였다. GaN/InGaN 이종접합구조는 GaN, InGaN, Mg-doped GaN 층으로 구성되 어 있다. 각 층의 성장온도는 GaN층은 820oC, InGaN 층은 850oC, Mg-doped GaN 층은 1050oC에서 성장하였다. 이때의 NH3와 HCl 가스의 유량은 각각 500 sccm, 10 sccm 이었다. SAG-GaN/InGaN 이종접합구조의 상온 EL (electroluminescence) 특성은 중심파장은 462 nm, 반치폭(FWHM : full width at half maximum) 은 0.67 eV 이었다. 이 결과로부터 r-plane 사파이어 기판위에 multi-sliding boat system의 혼합소스 HVPE 방법으로 이종접합구조의 성장이 가능함을 확인하였다.

Abstract

The a-plane GaN layer on r-plane Al2O3 substrate is grown by mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). The GaN/InGaN heterostructure is performed by selective area growth (SAG) method. The heterostructure consists of a GaN layer, an InGaN layer and a Mg-doped GaN layer. NH3 and gallium (or indium) chloride formed by HCl which is flown over mixed-source are used as gallium (or indium) and nitrogen sources. The gas flow rates of HCl and NH3 are maintained at 10 sccm and 500 sccm, respectively. The temperature of GaN source zone is 650oC. In case of InGaN, the temperature of source zone is 900oC. The growth temperatures of GaN and InGaN layers are 820oC and 850oC, respectively. The EL (electroluminescence) peak of GaN/InGaN heterostructure is at nearly 460 nm and the FWHM (full width at half maximum) is 0.67 eV. These results are demonstrated that the heterostructure of III-nitrides on r-plane sapphire can be successfully grown by mixed-source HVPE with multi-sliding boat system.

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