Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Effects of Postannealing on GaN Grown by MOCVD on Reactive ion Beam Pretreated Sapphire Substrate

활성화 이온빔 처리된 사파이어 기판상 MOCVD로 성장시킨 GaN의 열처리 효과

  • 이상진 (고려대학교 재료·금속공학부) ;
  • 변동진 (고려대학교 재료·금속공학부) ;
  • 홍창희 (전북대학교 반도체 물성 연구 센터 반도체 과학기술학과) ;
  • 김긍호 (전북대학교 반도체 물성 연구 센터 반도체 과학기술학과)
  • Published : 2001.03.01
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Abstract

GaN is a key material for blue and ultraviolet optoelectronics. Postannealing process was employed to investigate the structural change and the effect on electrical property of the GaN thin film grown on reactive ion beam(RIB) treated sapphire (0001) substrate. Full width half maximum (FWHM) of double crystal x-ray diffraction (DCXRD) spectra and Hall mobility of the specimen were significantly changed depending on the postannealing time at $1000^{\circ}C$ in N2 atmosphere. FWHM of DCXRD reduced upto about 50arc-sec and the mobility increased about $80\textrm{cm}^2$/V.sec. The postannealed specimen with the best mobility was compared with sample without annealing by TEM. The former sample showed a decrease in the lattice strain and reduction of dislocation density by about 56~59%. This implies that there is a strong correlation between crystalline quality and the electrical property of the film. The Present results clearly show that the combination of RIB pretreatment and proper post annealing conditions results in the improved properties of GaN films grown by MOCVD.

사파이어 (0001) 기판의 활성화 이온빔 (RIB) 처리 후 MOCVD에서 성장한 GaN박막의 열처리를 통한 구조 변화를 살펴보고, 전기적 성질의 변화를 관찰하기 위하여 전기로를 이용하여 열처리를 하였다. 시편의 분석을 위하여 DCXRD, Hall, TEM을 사용하였다. 100$0^{\circ}C$에서 시간을 변화시키면서 열처리한 시편에서 DCXRD의 FWHM는 약 50 arc-sec 정도 감소하였고, Hall 이동도는 약 80$\textrm{cm}^2$/V.sec 정도 향상되었다. 가장 좋은 Hall 이동도를 보인 처리된 시편과 처리 전 시편의 TEM 비교 관찰에서 전위 밀도는 56~69% 정도 감소하였고 격자의 변형도 줄어들었다. 이것은 결정의 질과 전기적 성질 사이의 상관관계를 암시하며, 기판의 RIB 처리와 성장 후 적절한 열처리의 조합이 MOCVD로 성장시킨 GaN 박막의 특성을 개선시키는 것을 명확하게 보여준다.

Keywords

References

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