Catchodoluminescence Study of GaN Films Grown by Low-Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition

저압 유기 금속 화학 증착법으로 성장시킨 GaN박막의 캐소드루미네슨스에 대한 연구

In this paper, the correlation between the growth mechanism and the optical property in GaN films grown by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition was characterized using room temperature cathodoluminescence spectroscopy. An intense near band-edge emission, 364nm, and deep-level emission, 550nm, were observed. The intensity of 364nm peak was increased with increasing the beam current. Also the peak position of 364nm emission was red-shifted and the intensity of 550nm peak was increased with increasing the accelerating voltage. It shows that the deep-level emission is strongly associated with crystalline defects in the GaN at early stage. The relationship between the microstructure and the deep level emission observed by scanning electron microscope images and cathodoluminescence spectra was carefully analyzed.

본 논문에서는 저압 유기 금속 화학증착법으로 성장시킨 GaN박막들을 실온 케소드루미네슨스 방법으로 광학적 특성을 측정하여 결정성장 메커니즘과 광학적 특성과의 관계를 규명하였다. 관측된 스펙트럼은 주로 364nm의 강한 band-edge emission 피크와 550nm의 깊은 준위 피크이었다. 빔 전류의 증가에 따라 364nm 스펙트럼의 세기가 깊은 준위 발광 스펙트럼보다 크게 증가시켰다. 이는 성장 초기 GaN박막의 결정 결함이 깊은 준위 발광 스펙트럼과 깊은 관계가 있음을 나타내 주고 있다. 또한 미세 결정 구조와 깊은 준위 발광 스펙프럼과의 관계 분석을 위해 주사형 전자현미경 사진과 캐소드루미네슨스 스펙트럼을 비교 검토하였다.