Abstract
In this work, the freestanding GaN single crystalline substrates without cracks were grown by hydride vapor phase epitaxy (HVPE) and its some properties were investigated. The GaN substrate, having a current maximum size of 350 $\mu\textrm{m}$-thickness and 100$\textrm{mm}^2$ area, were obtained by HVPE growth of thick film GaN on sapphire substrate and subsequent mechanical removal of the sapphire substrate. A lattice constant of $C_o$= 5.18486 $\AA$ and a FWHM of DCXRD was 650 arcsec for the single crystalline GaN substrate. The low temperature PL spectrum consist of three excitonic emission and a deep D- A pair recombination at 1.8eV. The Raman E, (high) mode frequency was 567$cm^{-1}$ which was the same as that of strain free bulk single crystals. The Hall mobility and carrier concentration was 283$cm^3$<\ulcornerTEX>/ V.sand 1.1$\times$$10^{18}cm^{-3}$, respectively.
이 연구에서는 HVPE법으로 두께가 350$\mu\textrm{m}$, 면적이 100$\textrm{mm}^2$인 크랙이 없는 freestanding GaN 단결정 기판을 제작하고, 그 특성을 조사하였다. 제작된 GaN 기판의 격자상수는 $c_{o}$ =5.18486$\AA$이었고, 이중 X-선 회절피크의 반치폭은 650 arcsec 이었다. 10K의 온도에서 측정한 PL 스펙트럼은 에너지 밴드 갭 부근에서 중성 도너와 중성 억셉터에 구속된 여기자 및 자유여기자의 소멸에 의한 발광과 결정 결함고 관계하는 깊은 준위에 의한 1.8eV 부근 발광으로 구성되었다. 또한 라만 E2(high)모드 주파수는 567cm-1로서 벌크 GaN 단결정의 값과 같았다. 한편, GaN 기판의 전기저항도형은 n형이었고, 전기 비저항은 0.02$\Omega$.cm이었으며, 캐리어 이동도와 농도는 각각 283$\textrm{cm}^2$/V.s와 1.1$\times$$10^{18}$$cm^{-3}$이었다.
