Abstract
The home-made hot wall epitaxy (HWE) system was utilized for GaN epitaxial layer growth on the Si(001) substrate. It was appeared that GaN epilayer grow with mixed phase of Zinc blende and Wurtzite structure from photoluminescence (PL) and x-ray diffraction (XRD) analysis at the room temperature. We found that intial growth layer has Wurtzite structure from photoluminescence (PL) and x-ray diffractio (XRD) analyses at the room temperature. Wefound that initial growth layer has Wurtzite structure when initial deposition time, the temperature of substrate and source are 4 min, $720^{\circ}C$ and $860^{\circ}C$ respectively, and at the epi growth process GaN, epilayer was grown with relatively stable Wurtzite structure when the temperature of substrate and source are $1020^{\circ}C$ and $910^{\circ}C$ respectively.
Si(001)을 기판으로 한 GaN 박막을 성장하기 위하여 hot wall epitaxy(HWE) 장치를 자체 제작하였다. HWE 장치를 이용하여 Si(001) 기판 위에 GaN 박막에 대한 상온에서의 광 발광(PL) 측정에서 GaN 초기층 성장온도가 $700^{\circ}C$ 보다 낮은 온도 조건에서 성장된 GaN 박막이 Zinc blende 구조와 Wurzite 구조가 혼합되어 성장되어지는 것으로 추측되며, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 성장된 GaN 박막이 주로 wurtzite 구조로 성장된다는 것을 알 수 있다. 그리고 x-선 회절 측정으로부터 성장한 GaN 박막이 Zinc blende와 Wurtzite의 두가지 구조가 혼합된 형태로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. GaN 박막을 성장하기 위한 조건에서 초기층 성장조건은 증발부의 온도 $860^{\circ}C$와 기판부의 온도가 $720^{\circ}C$ 근처에서 4분동안 성장하였을 때 Wurtzite의 특성을 보이며, GaN 박막의 성장조건은 기판부의 온도 $1020^{\circ}C$, 증발부의 온도 $910^{\circ}C$에서 그리고 Ammonia gas의 유량을 120 sccm으로 하였을 때 보다 안정한 Wurtzite 구조특성을 보이게 되었다.
