Abstract
We grew the hexagonal GaN films on (100) Si and (00.1) sapphire substrates in the temperature range of $300~730^{\circ}C$ by the direct reaction between thermally ionized N-source and thermally evaporated Ga-source. The GaN growth rates are increased at the initial stage of GaN formation and it was saturated to some values by the coalescence of each crystallites. The oxygen signal was observed in XPS spectra for all the GaN films grown in this work, especially low- temperature grown GaN film may due to incorporation of the residual oxygen in the growth chamber. The surface of low-temperature and shorter time grown films covered only Ga-droplets. however, with increasing the both substrate temperature and the growth time GaN is growth to crystallites. and coalescence to ring-type crystallites. With sufficient supply of N-source, they were changed to platelets. In the PL spectrum measured at 20 K, we observed the impurity related emission at 3.32eV and 3.38eV.
열적으로 이온화된 N과 증기상태의 Ga을 $300~730^{\circ}C$의 온도 범위에서 직접 반응시켜 (001)Si과 (00.1)사파이어 기판 위에 GaN박막의 성장 초기 단계에서는 GaN의 성장률이 증가한 후, 결정 핵을 중심으로 수평방향으로서 성장과 합체에 의하여 성장률의 변화가 일정 값에 달하였다. 이 연구에서 성장한 GaN박막에 대한 XPS분석 결과 낮은 온도에서 성장된 GaN박막은 진공 chamber 내의 산소가 성장된 박막 내에 많이 혼입 되어 있음을 알 수 있었다. 낮은 온도, 짧은 시간 동안 성장된 표면은 Ga덩어리들도 도포 되었다. 그러나, 기판온도와 성장시간이 증가함에 따라 이들은 피라미드 형태의 결정들로 성장된 후 원형고리 형태의 결정으로 합체되었다. 특히 N-소스의 공급이 충분한 경우에는 판상의 결정으로 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼에서는 3.32eV와 3.38eV에서 불순물과 관련된 발광이 관찰되었다.
