혼합소스 HVPE 방법에 의한 InGaN 나노구조의 성장에 있어서 Sb 첨가의 영향
Effects of antimony addition on growth of InGaN nano-structures by mixed-source HVPE
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초록
본 논문에서는 Sb를 촉매제로 이용하는 경우의 InGaN 나노구조의 성장과 구조적 특징 및 광학적 특성에 대해서 연구하였다. 결정성장에 있어서 촉매제의 사용은 성장 모드의 변화와 결정 결함의 감소 등을 위한 목적으로 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 사용하여 (0001) 사파이어 기판 위에 InGaN 나노구조를 성장하였고, 구조적 및 광학적 특성은 scanning electron microscope(SEM)과 photoluminescence(PL)를 통해 평가하였다. Sb이 첨가되지 않은 경우에는 InGaN 나노구조가 c-축 방향으로 정렬되는 경향을 보이지만 Sb이 첨가된 경우에는 InGaN 나노구조의 c-축 방향이 기판에 대해 평행하거나 경사진 방향으로 정렬되고 있는 것을 관찰할 수 있었다. In의 조성은 Sb 의 첨가 여부에 관계없이 약 3.2 % 정도로 계산되었다. 이러한 결과들로부터 측면 배향된 나노입자를 활성층으로 하는 광소자에 적용할 경우 압전 전계를 완화할 수 있기 때문에 광소자의 발광 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
We report on the growth and characteristics of the structural and optical properties of InGaN nano-structures doped with antimony (Sb) as a catalyst. The use of catalyst has been explored to modify the growth and defect generation during strained layer heteroepitaxial growth. We performed the growth of the InGaN nano-structures on c-sapphire substrates using mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). The characteristic of samples was measured by scanning electron microscope (SEM) and photoluminescence (PL). The aligning direction of c-axis of the InGaN nanostructures was changed from vertical to parallel or inclined to the surface of substrates when the Sb was added as a catalyst. The indium composition was estimated about 3.2 % in both cases of with or without the addition of Sb in the InxGa1-xN structures. From the results of InGaN nano-structures formed with the addition of Sb, we can expect the performance of optical devices would be more improved by reduced piezo-electric field if we use the InGaN nanostructures of which c-axes are aligned parallel to the substrates as an active layer.
참고문헌 (14)
- S. Nakamura, "The Blue Laser Diode: the Complete Story", pp.237~ (2000), Springer
- K.P. O’Donnell, , Phys. Rev. Lett., 82, pp.237~ (1999)
- J.I. Pankove, "Gallium Nitride II:semiconductor and semimetals", pp.57~ (1999), Academic Press
- Y. Xia, "One-dimensional nanostructures: Synthesis, characterization, and applications", Adv. Mater., 15, pp.353~ (2003)
- K. Kornitzer, "Photoluminescence and reflectance spectroscopy of excitonic transitions in high-quality homoepitaxial GaN films", Phys. Rev. B, 60, pp.1471~ (1999)
- W.W. Chow, "Theory of laser gain in InGaN quantum dots", Appl. Phys. Lett., 81, pp.2566~ (2002)
- R. Langer, "Giant electric fields in unstrained GaN single quantum wells", Appl. Phys. Lett., 74, pp.3827~ (1999)
- M.D. Craven, "Well-width dependence of photoluminescence emissio from a-plane GaN", AlGaN multipled quantum wells, 2004, pp.84, 496~
- L. Zhou, "Structural characterization of non-polar (11-20) and semi-polar (112-6) GaN films grown on r-plane sapphire", J. Cryst. Growth, 310, pp.2981~ (2008)
- Z.H. Wu, "Structural and optical properties of nonpolar GaN thin films", Appl. Phys. Lett., 92, pp.171904~ (2008)
- L. Zhang, "The addition of Sb as a surfactant to GaN growth by metal organic vapor phase epitaxy", J. Appl. Phys., 92, pp.2304~ (2002)
- C.W. Pei, "GaN grown by molecular beam epitaxy with antimony as surfactant", J. Vac. Sci. Technol. B, 19, pp.1426~ (2001)
- E. Kaxiras, "Atomic structure of catalyst monolayers and its role in epitaxial growth Mater", Sci. Eng. B, 30, pp.175~ (1995)
- W. Walukiewicz, "Optical properties and electronic structure of InN and In-rich group III-nitride alloys", J. Cryst. Growth, 269, pp.119~ (2004)