Te-doped GaN 의 XRD 특성

성장된 Te-doped GaN 층의 결정구조의 변화에 대한 분석을 하기

위해 XRD (X-ray diffraction)를 측정하였다. 결정에 X-선을 쬐면 결정

중 각 원자는 입사 X-선을 모든 방향으로 산란시키며 이 산란된 X-선

들이 합쳐져 회절 X-선을 형성하게 된다.

그림3.1.4.1은 1번째 성장한 Te-doped GaN 박막의 XRD 스펙트럼

을 나타낸 것이다. (0002)와 (0004)의 peak 가 관찰되었으며 이는 육방

정계 기판의 c-축 방향으로 에피 성장이 되었음을 확인하였다. (0002)

면의 Te-GaN 층의 회절 peak 가 2θ=34.62˚에서 관찰되었다.

FWHM (full width half maximum)은 260 arcsec 이며 면간공식을 이용

하여 격자상수 c 값은 5.176 Å 임을 얻을 수 있었다. (0004)면의 회절

peak가 2θ=72.83˚에서 관찰되었다. FWHM은 551 arcsec이며 격자상

수 c 값은 5.188 Å 임을 알 수 있었다. 2θ=52.89˚에서 Ga2Te3 peak

를 확인하였으며 이것으로 Te-doped GaN 성장에서 Te 이 도핑된 것으

로 판단된다[37].

20 30 40 50 60 70 80

2Θ [ degree ]

GaN (0004)

Ga₂Te₃ sapphire (0006) GaN (0002)

Te-GaN (10min)

x-ray Intensity [arb.units]

그림3.1.4.1. 1번째 성장 후 Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

그림3.1.4.2는 4번째 성장한 Te-doped GaN 박막의 XRD 스펙트럼

을 나타낸 것이다. (0002)와 (0004) 의 peak 가 관찰되었으며 이는 육

방정계 기판의 c-측 방향으로 에피성장이 되었음을 확인하였다. (0002)

면의 Te-GaN층의 회절 peak 가 2θ=34.63˚에서 관찰되었다. FWHM

은 365 arcsec 이며 면간공식을 이용하여 격자상수 c값은 5.176 Å 임

을 얻을 수 있었다. (0004)면의 회절 peak가 2θ=72.82˚ 에서 관찰되

었다. FWHM은 551 arcsec 이며 격자상수 c값은 5.188 Å 임을 얻을

수 있었다. 2θ=52.89˚에서 Ga2Te3 peak를 확인하였으며 이것으로

Te-doped GaN 성장에서 Te 이 도핑된 것으로 판단된다[37].

20 30 40 50 60 70 80

2Θ [ degree ] GaN (0002)

sapphire (0006) Ga₂Te₃

GaN (0004) Te-GaN (40min)

x-ray Intensity [arb.units]

그림3.1.4.2. 4번째 성장 후 Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

그림3.1.4.3은 8번째 성장한 Te-doped GaN 박막의 XRD 스펙트럼

을 나타낸 것이다. (0002)와 (0004) 의 peak 가 관찰되었으며 이는 육

방정계 기판의 c-측 방향으로 에피성장이 되었음을 확인하였다. (0002)

면의 Te-GaN층의 회절 peak 가 2θ=34.51˚에서 관찰되었다. FWHM

은 183 arcsec 이며 면간공식을 이용하여 격자상수 c값은 5.193 Å 임

을 얻을 수 있었다. (0004)면의 회절 peak가 2θ=72.82˚ 에서 관찰되

었다. FWHM은 452 arcsec 이며 격자상수 c값은 5.190 Å 임을 얻을

수 있었다. 2θ=52.89˚에서 Ga2Te3 peak를 확인하였으며 이것으로

Te-doped GaN 성장에서 Te 이 도핑된 것으로 판단된다[37].

20 30 40 50 60 70 80

x-ray Intensity [arb.units]

2Θ [ degree ]

GaN (0004)

Ga₂Te₃ sapphire (0006)

GaN (0002) T e-GaN (80min)

그림3.1.4.3. 8번째 성장 후 Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

그림3.1.4.4는 11번째 성장한 Te-doped GaN 박막의 XRD 스펙트

럼을 나타낸 것이다. (0002)와 (0004) 의 peak 가 관찰되었으며 이는

육방정계 기판의 c-측 방향으로 에피성장이 되었음을 확인하였다.

(0002) 면의 Te-GaN층의 회절 peak 가 2θ=34.63˚에서 관찰되었다.

FWHM은 4.3 arcsec 이며 면간공식을 이용하여 격자상수 c값은 5.175

Å 임을 얻을 수 있었다. (0004)면의 회절 peak가 2θ=72.83˚ 에서

관찰되었다. FWHM은 486 arcsec 이며 격자상수 c값은 5.190 Å 임을

얻을 수 있었다. 2θ=52.91˚에서 Ga2Te3 peak를 확인하였으며 이것으

로 Te-doped GaN 성장에서 Te 이 도핑된 것으로 판단된다[37].

20 30 40 50 60 70 80

2Θ [ degree ]

x-ray Intensity [arb.units]

GaN (0002)

sapphire (0006) Ga₂Te₃

GaN (0004) Te-GaN (110min)

그림3.1.4.4. 11번째 성장 후 Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

그림3.1.4.5는 14번째 성장한 Te-doped GaN 박막의 XRD 스펙트

럼을 나타낸 것이다. (0002)와 (0004) 의 peak 가 관찰되었으며 이는

육방정계 기판의 c-측 방향으로 에피성장이 되었음을 확인하였다.

(0002) 면의 Te-GaN층의 회절 peak 가 2θ=34.63˚에서 관찰되었다.

FWHM은 437 arcsec 이며 면간공식을 이용하여 격자상수 c값은 5.176

Å 임을 얻을 수 있었다. (0004)면의 회절 peak가 2θ=72.83˚ 에서

관찰되었다. FWHM은 380 arcsec 이며 격자상수 c값은 5.190 Å 임을

얻을 수 있었다. 2θ=52.90˚에서 Ga2Te3 peak를 확인하였으며 이것으

로 Te-doped GaN 성장에서 Te 이 도핑된 것으로 판단된다[37].

2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0

2Θ [ d egree ]

x-ray Intensity [arb.units]

G aN (00 02)

sa pphire (0006) G a₂T e₃

G aN (0004) T e-G aN (14 0m in)

그림3.1.4.5. 14번째 성장 후 Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

그림3.1.4.6은 성장시간에 따라 측정한 Te-doped GaN 박막의 XRD

스펙트럼을 나타낸 것이다. 한번 만든 혼합소스로 총 14번의 성장을 하였

으며, XRD 측정 결과 그림에서 볼 수 있듯이 반복 성장하여도 결정 구조

에는 변화가 없었다. 따라서 혼합소스를 여러 번 사용하여 재현성을 확인

할 수 있었다.

그림3.1.4.6. Te-doped GaN 의 XRD 분석 결과

30 40 50 60 70 80

Ga₂Te₃

GaN (0004) sapphire (0006)

G aN (0002)

2Θ [ degree ]

X-ray Intensity [arb.units]

Te-GaN ^{10 m in} 40 m in

80 m in 110 m in 140 m in