LEO를 이용한 A-plane GaN 성장 및 특성

Abstract

현재 화합물 반도체에서 질화물 반도체는 c-plane sapphire을 이용한 c-plane GaN 성장 기술을 중심으로 양산되고 있다. GaN base LED의 경우 Blue LED의 구현이 가능하며 Full-color display 및 white LED 실현이 가능하여 백라이트 광원, 대형 디스플레이, 조명기기 등이 많이 실생활에 이용이 되고 있다. 그러나 c-plane GaN의 특성 중 polarization 때문에 고효율 소자 제작에 많은 문제점이 부각되고 있다. 이 문제를 해결하고자 sapphire에 다른 결정면들을 이용하여 극성 (polar)이 없는 다른 결정면 GaN 성장에서의 방법을 연구하게 되었다. Non-polar A / M plane 또는 semi polar로 polar 특성을 없애거나 축소할 수 있으며 이들 면상에서의 GaN 성장으로 고효율 소자 개발에 대한 연구가 전세계적으로 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 MOCVD 방법으로 r-sapphire 기판상에 non-polar a-plane GaN을 성장하고 결함 감소를 위해 LEO (lateral epitaxial overgrowth) 성장 방법을 시킴으로써 성장 방법 및 구조적 특성을 관찰하였다. 성장방법은 온도, 시간, 압력 등을 변화 시키면서 lateral 성장에 적합한 성장 방법을 찾아봤으며, CL, SEM, TEM, AFM을 통해 성장된 시료의 특성을 분석하였다. 본 연구를 통해 a-plane GaN의 결함 밀도를 줄이고 특성 향상에 도움을 줌으로써 양질의 광소자 및 전자 소자를 얻는데 기여할 수 있을 것이다.