| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2011년 봄 (05/26 ~ 05/27, 제주 휘닉스 아일랜드) |
| 권호 | 17권 1호 |
| 발표분야 | F. Display and optic Materials and processing(디스플레이 및 광 재료) |
| 제목 | 반분극 GaN (11-22)및 무분극(11-20) GaN 박막의 KOH용액을 이용한 결정학적 습식 식각 특성 |
| 초록 | 기존의 LED는 통상적으로 wurtzite 결정구조를 갖는 GaN를 사파이어 기판위에 c-축 방향으로의 LED 구조로 성장하여 제작하지만, GaN의 c-축 방향의 성장은 원천적으로 생기는 자발분극과 압적분극 영향으로 양자우물의 밴드를 기울게 만들고, 이는 캐리어의 재결합을 감속시켜 양자 효율을 감소시키는 원인 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위에 현재 사파이어 기판위에 c-plane 이외에 무분극 또는 반분극 GaN을 LED 구조로 성장하여 양자효율을 극대화 하는 연구가 활발이 진행되어 지고 있다. 하지만 이러한 반분극 또는 무분극 GaN의 습식식각에 대한 연구는 아직 까지 많은 연구가 진행되어지고 있지 않은 실정이다. 이에 우리는 KOH를 이용하여 반분극 GaN (11-22)및 무분극(11-20) GaN 박막을 식각 후 결정학적인 식각 특성을 연구 하였다. 실험방법은 반분극 과 무분극 GaN박막 시편은 각각 m-plane 과 r-plane 사파이어 위에 MOCVD를 이용하여 성장하였다. 준비된 시편은 KOH를 이용하여 각각 2 몰 에서 10몰 까지 몰변화에 따른 식각율 및 표면변화를 FE-SEM과 AFM을 통해 관찰하였고 추가적으로 온도별 식각율 변화를 a-step을 이용하여 측정하여 Arrhenius 식을 이용하여 활성화 에너지를 계산하였다. 반분극 GaN의 식각율을 최대 116 nm/min 정도로 4M KOH용액으로 100 oC 에서 식각 하였을 때 나타났다. 하지만 결정면에 (11-11)면의 식각율이 116 nm/min으로 나타날 때 (11-20) 면의 식각율은 62 nm/min 정도로 대략 2배의 식각율 차이가 나타났다. 반면 무분극 (11-20) GaN 박막의 KOH를 이용한 식각은 거의 진행되지 않았다. 이는 (11-22)면과 (11-20)면에 따라 GaN 식각 메커니즘(mechanism)이 다르게 나타나기 때문으로 자세한 습식식각 메커니즘과 식각 경향을 본 발표를 통해 발표하도록 할 것이다 |
| 저자 | 김재관1, 이동민1, 송근만2, 이성남3, 윤재식4, 이지면1 |
| 소속 | 1순천대, 2나노소자특화팹센터, 3한국산업기술대, 4한국기초과학지원(연) |
| 키워드 | 반분극; 무분극; GaN; 습식식각 |
