The Properties of GaN Grown by BVPE Method on the Si(111) Substrate with Pre-deposited Al Layer

In this work, we tried to improve the fabrication process in HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) system by using Si(111) substrate with pre-deposited Al layer. PL measurements was done for samples with and without pre-deposited Al on Si and it was also examined the dependence of the optical characteristic properties on AlN buffer thickness for GaN/AIN/Al/Si. A sample with thin Al nucleation layer on Si substrate reveals a better optical property than the other. And it suggests that the thickness for AlN buffer layer with thin Al nucleation layer on Si(111) substrate is most proper about $260{\AA}$ to grow GaN in HVPE system. The surface morphology of GaN clearly shows the hexagonal crystallization. The XRD pattern showed strong peak at GaN{0001} direction.

Al 박막이 증착 된 Si(111) 기판 위에 HVPE 방법으로 성장한 GaN의 특성

본 연구에서는 HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법으로 Si 위에 GaN/AIN/Al/Si 구조를 제작하고, AlN 버퍼층의 두께에 따른 광학적 특성을 조사함으로써 효과적인 eaN 성장을 위한HVPE에서의 공정 방법을 개선하고자 하였다. 이를 위해 Al을 증착한 Si 기판과 그렇지 않은 경우를 PL측정을 통해 그 효과를 관찰하였고, $5{\AA}$ 두께의 Al 대해 AlN 버퍼층의 두께를 변화시켜가면서 GaN를 성장시켜 그 특성을 조사하였다. Al을 증착한 경우가 증착하지 않은 경우에 비해 광학적 특성이 우수한 것으로 나타났으며, AlN의 두께 변화에 대해서는 양질의 GaN를 얻기 위한 최적의 두께는 약 $260{\AA}$ 인 것으로 나타났다. 이 경우 SEM을 이용한 표면사진에서 GaN의 초기성장이 hexagonal형태로 성장되고 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 XRD의 회절 패턴은 GaN가 {0001} 방향으로 우선 배향성을 가지고 성장되고 있음을 보여주고 있었다.