Crystal Structure and Optical Property of Single-Phase (1210) Gallium Nitride Film

(1210) Gallium Nitride 단결정 박막의 결정구조 및 광학적 특성

The optical properties of (1210) GaN epitaxy films grown on the (1012) $\alpha-A1_2O_3$ substrates have been studied. The hetero-epitaxy films were grown by the halide vapor phase epitaxy (HVPE) method using $Ga/HC1/NH_3/He$ system at $990^{\circ}C$. XRD, RHEED and SEM are used for the identification of the hetero-epitaxy films structure and surface morphology. The confirmed (1210) GaN epitaxy films were characterized by PL and Raman. By the Raman scattering, the active phonon modes of single-phase GaN films are varied with the arrangement of both polarization and propagation directions of laser beam with reference to the axis in single-phase crystal films. The Y(Z, Y & Z) X geometry allows scattering pat-terns of $A_1(TO)=533\;cm^{-1},\;E_1(TO)=559\;cm^{-1}\;and\;E_2=568 cm^{-1}$ modes, whereas in the Z(Y, Y & Z) X geometry the only $E_2$ mode are observed.

(1012)면 사파이어 기판위에서 성장되는 (12f10)면 GaN 이종적층막의 광학적 특성을 연구하였다. GaN 이종적층막은 $Ga/HC1/NH_3/He$계를 사용한 HVPE(halide vapor phase epitaxy)방법에 의하여 $990^{\circ}C$의 온도에서 성장시켰다. 이종적층막의 표면조직과 결정구조는 XRD, RHEED와 SEM으로 확인하였다. 결정구조가 확인된 (1210)면 GaN 단결정막의 광학적 특성은 PL과 Ra-man으로 관찰하였다. Raman 측정은 광학적포논에 기인된 활성모드를 결정축에 대하여 레이저빔의 편광과 진행방향에 의해 변화하는 것을 관찰하였다. Y(Z, Y & Z) X 방향에서의 측정은 $A_1(TO)=533\;cm^{-1},\;E_1(TO)=559\;cm^{-1}$과 $E_2=568\;cm^{-1}$ 모드에 기인된 Raman 스펙트럼을 관찰할 수 있었으며 Z(Y, Y & Z) X 방향에서의 측정은 $E_2$포논 만이 검출되었다.