Crystal growth of GaN semiconductor films by counter-flow metal-organic chemical vapor deposition

암모니아 역류형태의 반응로를 이용한 GaN 반도체 박막의 성장

  • 김근주 (울산과학대학 반도체응용과) ;
  • 황영훈 (울산과학대학 반도체응용과)
  • Published : 1999.12.01

Abstract

A counter-flow type horizontal reactor of metal organic chemical vapor deposition was designed with the Reynolds and the Rayleigh numbers of Re = 4.5 and Ra = 215.8, respectively. The GaN thin films were grown and characterized by Hall measurement, double crystal X-ray diffraction analysis and photoluminescence measurement. The Si and Mg were also used for doping of GaN films. The dislocation density of $2.6{\times}10^8/\textrm {cm}^2$ was included in GaN films representing the geometrical lattice mismatch between sapphire substrates and GaN films. The Si doped n-GaN films provide the electron carrier density and mobility in the regions of $10^{17}~10^{18}/\textrm{cm}^3$ and 200~400 $\textrm{cm}^2$/V .sec, respectively. Mg doped p-GaN films were post-annealed and activated with the hole carrier density of $8{\times}10^{17}/{\textrm}{cm}^3$.

암모니아가스를 역류시키는 수평식 유기금속 화학기상증착장치를 제작하였으며, 유체흐름에 관한 레이놀즈 수 및 열대류에 관한 레일리 수가 각각 4.5와 215.8이 되도록 하여 GaN 박막을 성장하였다. 이러한 특성변수에서 박막을 성장할 경우 비교적 양호한 박막의 결정특성, 전기적 특성 및 광학적 특성을 갖게 함을 확인하였다. 결정 내의 전위밀도는 $2.6{\times}10^8/\textrm {cm}^2$ 정도이었고, Si으로 도핑된 n-GaN 박막의 전자에 의한 운반자 농도와 이동도는 각각 $10^{17}$~$10^{18}/{\textrm}{cm}^3$ 과 200~400$\textrm{cm}^2$/V.sec의 범위를 갖으며 Mg을 도핑하여 후속열처리로 활성화시킨 p-GaN 박막은 정공에 의한 운반자 농도가 $8\times 10^{17}/{\textrm}{cm}^3$ 정도임을 확인하였다.

Keywords

References

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