Rapid Thermal Annealing of GaN EpiLayer grown by Molecular Beam Epitaxy

MBE로 성장한 GaN 에피층의 급속 열처리

We have investigated effects of the rapid thermal annealing of GaN epilayers by molecular beam epitaxy in nitrogen atmosphere. The improvement of structural properties of the samples was observed after rapid thermal annealing under optimum conditions. This improvement in crystal quality is due to a reduction of the spread in the lattice parameter in epilayers. The annealing has been performed in a rapid thermal annealing furnace at $950^{\circ}C$. The effect of rapid thermal annealing on the structural properties of GaN was studied by x-ray diffraction. The Bragg peak shifts toward larger angle as the annealing time increases. As the thermal treatment time increases, FWHM(full width at half maximum) of the peak slightly increase with its decreases followed and it increases again. Results demonstrate that rapid thermal annealing did not always promote qualities of GaN epilayers. However, rapid thermal annealing under optimum conditions improve structural properties of the samples, elevating their crystal quality with a reduction of inaccuracy in the lattice parameter of the epilayers.

질소 분위기하에서 분자선 에피탁시 장치로 성장한 GaN 에피층을 고온 열처리 하였다. 시료는 적절한 조건하에서 급속 열처리 후 구조적인 특성의 향상을 나타내었다. 시료의 결정성의 향상은 에피층의 격자 관련 요소들의 흐트러짐의 감소에 기인한다. 에피층의 열처리는 950도의 급속 열처리로를 이용하여 수행하였다. 고온 급속 열처리가 GaN 에피층의 구조적인 특성들에 미치는 효과는 x선 회절을 통하여 연구하였다. x선 회절 스펙트럼에 있어서 Bragg 피크는 열처리 시간이 증가할수록 각도가 큰 쪽으로 이동하였다. 또한 피크의 FWHM은 열처리 시간이 증가함에 따라 약간의 증가 후 감소하였으며 이후 다시 증가하였다. 이와 같은 결과는 급속 고온 열처리된 GaN 에피층에서 격자 상수에 영향을 미치는 인자들이 에피층의 품질을 좋게 하는 방향으로 일률적으로 변화하는 것이 아니라 에피 품질을 나쁘게 하는 방향으로도 변화한다는 것을 의미한다. 적절한 조건 하에서의 급속 열처리는 에피층의 격자 상수에 관여하는 인자들의 흐트러짐을 감소시켜 에피 결정의 질을 향상시킨다.