¿ R
< 8 û Ò Å ® o° Ë Ñ T ~ ¾© º8 ý ° Ë Ñ] K ¡X ì Ä ¤V R Ë ] §V ê s ù p § ü X ¢ $ [ + s Ç] K ¤ GaN ¤ç g ËV R ËX ê s
+ ä
º ¡) כ · ý ¡ ç ¡r ) ∗
· ¡ ¤ @ / < Æ § ì ø Í ¸^ õ < Æl Õ ü t < Æõ , Å Ò 561-756
Ð0 ï F# Ò
1 l
x @ / < Æ § F K5 Å q/ B N < Æõ , Â Òí ß 604-714 (2005¸ 7 Z 4 11{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
Ä
»l F K5 Å q o < Æl © 7 £ x Ã Ì (metalorganitic chemical vapor depositin) ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # s # Q l ó ø Í 0 A\ $ < Ê GaN_ s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © ` ¦ r ' ¦ Õ ª 0 A\ H ü @ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (light-emitting diode: LED) \ x 8 £ x (epitaxial layers)` ¦ $ í © % i . s # Q l ó ø Í ³ ð É r SiO
2× ¦ Á º] ( Û ¼ß ¼
+ þ
A$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 Õ ª ¿ ºa H 200 - 500 ˚ A s % 3 . $ × ¦ Á º] ( Û ¼ß ¼ + þ A$ í ) a l ó ø Í ³ ð \ Ù þ + þ A$ í 8 £ x` ¦
$ í
© ô Ç Ê ê, Õ ª 0 A\ ¦ : r GaN à º¨ î $ í © s ' ÷ &% 3 . ¦ : r à º¨ î $ í © ) a $ < Ê GaN ~ à Ì} \ " f
+ þ Aõ D ¥½ + Ë+ þ A ' a: x 0 A (threading dislocation)_ x 9 ¸ H % ò % i \ 5 g 2.5 × 10
7cm
−2s % 3 Ü ¼ 9 & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf & ³ © É r ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a GaN ~ à Ì} à ºï r Ü ¼ Ð ± ú & . $
< Ê GaN ~ Ã Ì} 0 A\ $ í & ñ ) a H ü @ LED \ x 8 £ x_ photoluminescence : £ ¤$ í É r l > r_ GaN ~ Ã Ì} 0 A\ $ í © ) a H ü @ LED_ µ 1 ÏF g [ jl Ð 200 % 7 £ x % i .
PACS numbers: 81.05.Ea, 81.15.Gh, 61.72.Ff, 61.10.Nz, 85.60.Jb, 78.55.Cr Keywords: GaN, à º¨ î $ í © , ü @ µ 1 ÏF g s ¸× ¼, Ä »l F K5 Å q o < Æl © 7 £ x à Ì
I. " e  ] Ø
þ
j H µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (light-emitting diode: LED)\ _ ô
Ç ¸" î í ß \ O õ n Û ¼e ¦ Y Us í ß \ O _ S X @ /ü < < Êa ' a d s Z
} t ¦ e H ¦Ø ¦§ 4 ü @ LED ½ ¨ & ³` ¦ 0 AK " f H ¦
¾
¡ §| 9 GaN ~ Ã Ì} s ] X @ /& h Ü ¼ Ð 9 כ ¹ [1,2]. l > r_ ' õ A Ò
o LEDü < q § # ü @ LED H Ö ¸$ í 8 £ x_ In ¸$ í s B
Ä º & h , Ins < ÊÄ »÷ &t · ú §l M :ë H \ Ö ¸$ í 8 £ x_ ¸$ í Ô
¦ ç H{ 9 & ³ © Ü ¼ Ð ô Ç ² D G èï r0 A + þ A$ í s # Q§ > . " f
ü @ LED_ µ 1 ÏF g : £ ¤$ í É r ' õ AÒ o LEDü < H Ø Ô> Ö ¸$ í 8
£
x s $ í © ÷ & H GaN ~ Ã Ì} _ & ñ $ í \ ß ¼> ý aÄ º ) a . Õ ª
Q Ä »l F K5 Å q o < Æl © 7 £ x Ã Ì (metalorganitic chemical vapor deposition: MOCVD) ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # s 7 á x] X ½ + Ë Ü
¼ Ð $ í © ÷ & H l > r_ GaN ~ Ã Ì} É r ¦ x 9 ¸_ ' a: x 0 A(
threading dislocation)\ ¦ í < Ê ¦ e Ü ¼ 9 [3], s H ü @
LED_ F g : £ ¤$ í ` ¦ ß ¼> $ r .
GaN ~ Ã Ì} _ ¾ ¡ §| 9 ` ¦ ¾ Ó © r v l 0 Aô Ç l Õ ü t Ð 1 l x7 á x] X ½ + Ë Ã
º¨ î $ í © (epitaxial lateral overgrowth)l Õ ü t \ @ /ô Ç ´ ú § É r
∗
E-mail: [email protected];
Tel: 063-270-2831, Fax: 063-270-3585
½ ¨ õ Ð ¦÷ & ¦ e Ü ¼ 9 [4–6], s l Õ ü t \ _ K à º¨ î
$ í
© ÷ & H GaN ~ Ã Ì} \ " f ' a: x 0 A x 9 ¸\ ¦ 10
7cm
−2t
×
¦{ 9 à º e . Õ ª Q s l Õ ü t \ " f H Û ¼ß ¼ Á º] ( + þ A$ í
\ l ó ø Í 0 A\ ¦ : r GaN } × ¼ 8 £ x(seed layer) $ í © s 9 כ
¹ ¦, à º¨ î $ í © % ò % i _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf & ³ © , à ºf
$ í
© % ò % i _ Z } É r 0 Ax 9 ¸, 4 x½ + Ë% ò % i _ 2 ; ³ ð + þ A$ í 1
p
x_ ë H ] j K ÷ &# Q ô Ç [7–9]. : r ½ ¨\ " f H l
> r_ 1 l x7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © õ ² ú o , s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © l Õ
ü
t` ¦ s 6 x # GaN ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © % i ¦ [10], s l Õ ü t \ _ K $ í © ) a GaN ~ Ã Ì} s H ü @ LED ½ ¨ ¸_ F g < Æ& h :
£
¤$ í \ p u H % ò ¾ Ó` ¦ · ú Ð ¤ .
II. ÷ m Ç ] M ö
PECVD (plasma-enhanced chemical deposition) © q ü < RIE (reactive ion etching) © q \ ¦ s 6 x # s # Q l
ó ø Í 0 A\ SiO
2× ¦ Á º] ( Û ¼ß ¼\ ¦ + þ A$ í % i . Û ¼ß ¼ × ¦ _
~ ½ Ó ¾ Ó É r s # Q l ó ø Í_ <11-20> ~ ½ Ó ¾ Óõ ¨ î ' ¸ 2
¤ % i Ü ¼ 9, ¿ ºa H 200 - 500 ˚ A, -q H 7 µm, ç ß É r
-79-
Fig. 1. (a) A plan-view optical microscope image of the sapphire substrate patterned with SiO
2stripes and (b) a schematic diagram of the heteroepitaxial lateral over- growth of low-defect GaN film by the 2-step condition.
3 µm ÷ & ¸2 ¤ # Å Òl & h Ü ¼ Ð + þ A$ í % i . l ó ø Í 0 A\ GaN ~ Ã Ì} õ H ü @ LED ½ ¨ ¸_ $ í © É r MOCVD © q
\ ¦ s 6 x % i ¦, Ga èÛ ¼ Ð TMGa (trimethylgallium), N èÛ ¼ Ð ¸m (NH
3), In èÛ ¼ Ð TMIn (trimethylin- dium)` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, n+ þ Aõ p+ þ A ¸ à Ô (dopant) èÛ ¼
Ð y y z ´ê ø Í(SiH4)õ Cp
2Mg (biscyclopentadienylmag- nesium)\ ¦ 6 x % i . s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © _ Ù þ + þ A$ í 8 £ x
É
r : r ¸ 560
◦C, · ú § 4 400 mbar_ H
2ì r0 Al \ " f \ P 2 ; % ò
%
i _ s # Q ³ ð 0 A\ $ í © ÷ &% 3 . Ù þ + þ A$ í 8 £ x 0 A\
$
< Ê GaN ~ Ã Ì} _ ¦ : r $ í © É r ¿ º é ß > Ð * '# Q &
. 1é ß > ¦ : r$ í © É r GaN_ à ºf $ í © s Ö ¸µ 1 Ïô Ç é ß > Ð
y + þ A é ß ` ¦ ° ú H GaN × ¦ s l ó ø Í_ \ P 2 ; % ò % i \ " fÂ Ò '
$ í © ÷ &% 3 . 2é ß > ¦ : r$ í © É r à º¨ î $ í © s Ö ¸µ 1 Ïô Ç é ß
>
Ð y + þ A é ß ` ¦ ° ú H GaN × ¦ s SiO
2× ¦ Á º] ( Û ¼ß ¼ 0 A Ð Ã º¨ î $ í © ÷ &% 3 . 1é ß > ¦ : r$ í © _ : r ¸ H 1050
◦
C, · ú § 4 É r 300 mbar s % 3 Ü ¼ 9, 57 á ¤ èÛ ¼(N èÛ ¼)ü < 37 á ¤
èÛ ¼(Ga èÛ ¼)_ q Ö ¦ V/III H 1000 s % 3 ¦ $ í © r ç ß
É r 90 ì r s % 3 . 2é ß > ¦ : r$ í © _ : r ¸ H 1160
◦C, · ú
§
4 É r 200 mbar s % 3 Ü ¼ 9, V/III H 1800 s % 3 ¦ $ í © r ç ß
É r 90 ì r s % 3 . $ < Ê GaN ~ Ã Ì} 0 A\ $ í © ÷ & H n+ þ A GaN H : r ¸ 1120
◦C, · ú § 4 400 mbar\ " f Si` ¦ ¸i ç
Fig. 2. Amplitude AFM images of the low-defect GaN film grown by the heteroepitaxial lateral overgrowth.
#
1 r ç ß 1 l xî ß 2 µm_ ¿ ºa Ð $ í © ÷ &% 3 . H ü @
LED_ × æ ª Ä ºÓ ü t(multi quantum well) 8 £ x É r : r
¸ 870
◦C, · ú § 4 200 mbar_ N
2ì r0 Al \ " f InGaN(2.5 nm)/GaN(7 nm) ½ ¨ ¸_ 7 Å Òl Ð $ í © ÷ &% 3 . ª Ä º Ó
ü
t 8 £ x 0 A\ p+ þ A GaN H : r ¸ 1080
◦C, · ú § 4 400 mbar_ H
2ì r0 Al \ " f Mg` ¦ ¸i ç # 200 nm $ í © ÷ &% 3 .
$ í
© ) a r ¼ # _ ³ ð + þ AI x 9 ' a: x 0 A_ x 9 ¸ H AFM (atomic force microscope) s p t \ ¦ s 6 x # ì r$ 3 % i Ü
¼ 9 ' a: x 0 A_ , e & ³ © É r È Òõ & ³p â (transmi- ssion electron microscope: TEM) s p t \ ¦ : x K ' a¹ 1 Ï÷ &
%
3 . GaN ~ Ã Ì} _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf & ³ © É r (0002)
\
@ /ô Ç X-ray r] X / B G ` ¦ : x K ì r$ 3 ÷ &% 3 Ü ¼ 9 H ü @
LED_ F g < Æ& h : £ ¤$ í É r PL (photoluminescence) 8 £ ¤& ñ
õ \ _ K ì r$ 3 ÷ &% 3 .
III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý
Fig. 2 H s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © ô Ç $ < Ê GaN ~ à Ì} _ amplitude AFM s p t \ ¦ Ð# ï r . Fig. 2(a)_ \ P 2 ;
% ò
% i AFM s p t \ " f o¶ ú ³ ð H GaN ~ Ã Ì} ³ ð t
) a ' a: x 0 A[ þ t` ¦ o v 9 s p t \ H [ þ t É r GaN ~ Ã Ì} ³ ð _ $ í © step\ K { © H step line[ þ t s .
AFM s p t \ è ß 0 A[ þ t É r step line s = å Q Â Òì r \ > r
Fig. 3. A cross-sectional bright-field TEM image of the low-defect GaN film grown by the heteroepitaxial lateral overgrowth.
F
H 0 A[ þ t Ð + þ A ¢ ¸ H D ¥½ + Ë+ þ A ' a: x 0 A\ K { © ô
Ç . s [ þ t × æ \ P 2 ; % ò % i _ × æç ß \ 0 Au ô Ç Y > > h_ 0 A [
þ
t É r 1é ß > ¦ : r$ í © \ " f GaN × ¦_ é ß s ¢ - a ô Ç y + þ
AÜ ¼ Ð + þ A$ í ÷ &t · ú § & ñ & h Â Ò H_ (0001) t ÷ &
% 3
~ 0 A[ þ t Ð $ í © × æ \ , s t · ú § ¦ Õ ª@ / Ð z > ) a כ s
9, Õ ª s ü @_ 0 A[ þ t É r GaN × ¦_ à º¨ î $ í © × æ \ ¢ - a y
à º¨ î ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð , s t · ú § ¦ l Ö ¦ # Q4 R ÷ & " f
²
D G GaN ~ Ã Ì} ³ ð t ' a: xô Ç כ [ þ t s . Fig. 2(b)_ Ã º
¨ î
$ í © s Ö ¸µ 1 Ïy s À Ò# Q Û ¼ß ¼% ò % i _ AFM s p t
\
" f H + þ A ¢ ¸ H D ¥½ + Ë+ þ A ' a: x 0 A[ þ t` ¦ _ ' a¹ 1 Ͻ + É Ã
º \ O . Û ¼ß ¼ % ò % i õ \ P 2 ; % ò % i _ AFM s p t õ
ÐÂ Ò' + þ Aõ D ¥½ + Ë+ þ A ' a: x 0 A x 9 ¸ H 2.5 × 10
7cm
−2& ñ ¸% i .
Fig. 3 É r s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © ô Ç GaN ~ à Ì} _ bright- field TEM é ß ` ¦ Ð# ï r . GaN ~ à Ì} õ s # Q l
ó ø Í_ > \ " f Ò' ÷ & H ' a: x 0 A à º¨ î ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼
Ð , s # Q SiO
2Û ¼ß ¼ 0 A Ð ÷ & H כ s Ì º§  > ' a
¹
1 Ï ) a . ' a: x 0 A_ , e & ³ © É r Fig. 1_ [ O " î \ " fü < ° ú s
1é ß > ¦ : r$ í © \ " f + þ A$ í ÷ & H GaN × ¦_ é ß s y
+ þ A{ 9 â Ä º\ Ö ¸µ 1 Ïy { 9 # Qè ß . 7 £ ¤, y + þ A é ß ` ¦ ° ú
H GaN × ¦_ â {11-22} 8 £ ¤ ` ¦ ' a: xô Ç 0 A 8 £ ¤
_ à º¨ î $ í © õ < Êa , s > ) a . s ü < ° ú É r ' a: x 0 A _
, e & ³ © É r GaN_ à º¨ î $ í © ÷ rë ß m GaN_ Û
¼ß ¼ % ò % i õ \ P 2 ; % ò % i \ 6 x H 6 £ x§ 4 s { 9 & ñ Â Ò ì
r l # ô Ç כ Ü ¼ Ð « Ñ ) a .
Ã
º¨ î $ í © ) a GaN ~ à Ì} _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf & ³ © É r X-ray r] X _ rocking curve\ _ K S X ½ + É Ã º e .
&
ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf & ³ © É r SiO
2× ¦ Û ¼ß ¼ü < f y ~ ½ Ó ¾ Ó
`
¦ Û ¼ß ¼% ò % i _ GaNü < \ P 2 ; % ò % i _ GaN s \ Å
Òl & h Ü ¼ Ð è ß . " f X-ray c ` ¦ SiO
2× ¦ Û ¼
Fig. 4. A X-ray rocking curve for (0002) reflection at φ = 90
◦of the low-defect GaN film grown by the heteroepi- taxial lateral overgrowth.
Fig. 5. Room-temperautre PL spectra of near UV-LEDs grown on the low-defect GaN film by the heteroepitaxial lateral overgrowth and on the conventional GaN film.
ß
¼ü < f y ~ ½ Ó ¾ Ó(φ = 90
◦) \ " f { 9 r & (0002) r] X
\ @ /ô Ç X-ray c _ { 9 y ` ¦ or v " f rocking curve\ ¦ 8 £ ¤& ñ K ô Ç . Fig. 4 H : r ½ ¨\ " f s 7 á x] X
½ +
Ë Ã º¨ î $ í © ) a GaN ~ à Ì} _ (0002) r] X \ @ /K X- ray c ` ¦ SiO
2× ¦ Û ¼ß ¼ü < f y ~ ½ Ó ¾ Ó\ " f { 9 r (
`
¦ M :_ rocking curve\ ¦ Ð# ï r . Õ ªa Ë >\ " f ^ ¦ Ã º e 1 p w s
rocking curve_ ì ø Í; ¤ u H 285 arcsec s 9, Å Ò x ß ¼ Å
Ò0 A\ É r x ß ¼ t · ú § ¤ . s õ H : r
½
¨\ " f à º¨ î $ í © ) a GaN ~ à Ì} _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf s l
> r_ ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a GaN ~ Ã Ì} õ 1
l x{ 9 ô Ç Ã ºï re ` ¦ · ú à º e . : r ½ ¨\ " f à º¨ î $ í © ) a GaN ~ à Ì} _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf s l > r_ 1 l x7 á x] X ½ + Ë Ã º
¨ î
$ í © ) a GaN ~ Ã Ì} õ q § # & ³$ > " é ¶ Ü
¼ Ð H : r ½ ¨\ " f s 6 xô Ç SiO
2× ¦ Á º] ( Û ¼ß ¼_ ¿ ºa
200 - 300 ˚ A& ñ ¸ Ð · û ª ¦, s ü < @ /1 p xô Ç ¿ ºa _ Ù þ + þ A$ í 8
£
x s SiO
2Û ¼ß ¼ü < < Êa s # Q l ó ø Í 0 A\ Å Òl & h Ü ¼
Æ Ò8 £ ¤ ) a .
Fig. 5 H : r ½ ¨_ s 7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © \ _ K $ í ©
)
a $ < Ê GaN ~ Ã Ì} õ l > r_ ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a GaN ~ Ã Ì} ` ¦ 6 x # 1 l x{ 9 ô Ç ì ø Í6 £ x Ð î ß \
"
f 1 l x r \ $ í © ô Ç H ü @ LED ½ ¨ ¸_ PL : £ ¤$ í ` ¦ Ð
#
ï r . Õ ªa Ë >\ " f H $ < Ê GaN ~ Ã Ì} 0 A\ $ í © ) a H
ü @ LED ½ ¨ ¸_ µ 1 ÏF g [ jl l > r LED µ 1 ÏF g [ jl _
3C e ` ¦ S X ½ + É Ã º e . s Qô Ç µ 1 ÏF g [ jl _ 7 £ x H GaN ~ Ã Ì} \ > r F H ' a: x 0 A x 9 ¸_ y è ß ¼> l
#
ô Ç כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . µ 1 ÏF g [ jl \ % ò ¾ Ó` ¦ × ¦ Ã º e H
¢
¸ É r כ ¹ è Ð LED_ Ö ¸$ í 8 £ x \ 6 x H 6 £ x§ 4 \ _ ô Ç QCSE(quantum confined Stark effect) ü < SiO
2× ¦ Á º] ( Û
¼ß ¼_ µ 1 ÏF g y n C ì rí ß ´ òõ \ _ ô Ç y n C & h Ø ¦ ´ òÖ ¦ o 1 p x` ¦ [
þ
t à º e Ü ¼ s \ @ /ô Ç & ñ S X ô Ç ì r$ 3 ` ¦ 0 AK " f H > 5 Å q& h
½ ¨ 9 כ ¹ .
IV. + s Ç Â ] Ø
s
7 á x] X ½ + Ë Ã º¨ î $ í © l Õ ü t` ¦ s 6 x # s # Q l ó ø Í 0 A
\
GaN ~ à Ì} ` ¦ $ í © % i . s l Õ ü t É r Û ¼ß ¼ Á º] ( + þ A
$ í
_ GaN } × ¼ $ í © s 9 כ ¹ t · ú § ¤Ü ¼ 9 à º¨ î $ í
© ÷ & H GaN ~ Ã Ì} \ " f + þ Aõ D ¥½ + Ë+ þ A ' a: x 0 A_ ¨ î ç
Hx 9 ¸\ ¦ % ò % i \ 5 g 2.5 × 10
7cm
−2t × ¦{ 9 Ã
º e % 3 . à º¨ î $ í © ) a GaN ~ à Ì} _ & ñ < Æ& h l Ö ¦ # Qf
&
³ © É r ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a GaN ~ Ã Ì} _ Ã
ºï r s % 3 . à º¨ î $ í © ) a $ < Ê GaN ~ à Ì} 0 A\ H ü @ LED ½ ¨ ¸\ ¦ $ í © # PL 8 £ ¤& ñ ` ¦ ô Ç õ , µ 1 ÏF g [ j l
¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a LED ½ ¨ ¸_ µ
1 ÏF g [ jl Ð 200 % s © 7 £ x % i . s ü < ° ú É r $
<
Ê GaN ~ Ã Ì} 0 A\ ½ ¨ & ³ ) a H ü @ LED ½ ¨ ¸_ µ 1 ÏF g
$ í
0 p x ¾ Ó © \ H GaN ~ Ã Ì} _ < Êx 9 ¸ y è ß ¼> l #
)
a כ Ü ¼ Ð « Ñ ) a .
: r ½ ¨ H \ -t l Õ ü t < ÆÕ ü t < É ª \ O (2004-E-EL03-P- 01)_ t " é ¶ Ü ¼ Ð Ã º' ÷ &% 3 .
Y c
p w à U Ø ô
[1] K. Tadatomo, H. Okagawa, Y. Ohuchi, T.
Tsunekawa, T. Jyouichi, Y. Imada, M. Kato, H.
Kudo and T. Taguchi, Phys. Stat. Sol. (a) 188, 121 (2001).
[2] M. Iwaya, S. Terao, T. Sano, T. Ukai, R. Nakamura, S. Kamiyama, H. Amano and I. Akasaki, Journal of Crystal Growth 237-239, 951 (2002).
[3] N. Kuwano, T. Shiraishi, A. Koga, K. Oki, K. Hira- matsu, H. Amano, K. Itoh and I. Akasaki, J. Crystal Growth 115, 381 (1991).
[4] L. T. Romano and T. H. Myers, Appl. Phys. Lett.
71, 3486 (1997).
[5] G. Nowak, K. Pakula, I. Grzegory, J. L. Weyher and S. Porowski, Phys. Stat. Sol.(b) 216, 649 (1999).
[6] Z. Liliental-Webera) and David Cherns, J. Appl.
Phys. 89, 7833 (2001).
[7] K. Horibuchi, N. Kuwano, H. Miyake and K. Hira- matsu, J. Crystal Growth 237-239, 1070 (2002).
[8] K. Hiramatsu, K. Nishiyama, M. Onishi, H. Mizu- tani, M. Narukawa, A. Motogaito, H. Miyake, Y.
Iyechika and T. Maeda, J. Crystal Growth 221, 316 (2000).
[9] A. Usui, H. Sunakawa, A. Sakai and A. A. Yam- aguchi, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L899 (1997).
[10] X. Zhang, R. R. Li, P. D. Dapkus and D. H. Rich,
Appl. Phys. Lett. 77, 2213 (2002).
Epitaxial Lateral Overgrowth of Low-Defect GaN for the Improveing the Optical Properties of Near UV-LED Structures
H. S. Cheong and C.-H. Hong
∗Department of Semiconductor Science and Technology, Chonbuk National University, Chonju 561-756
H. K. Cho
Department of Metallurgical Engineering, Dong-A University, Busan 604-714 (Received 11 July 2005)
Heteroeptaxial lateral overgrowth of low-defect GaN was performed on sapphire substrates by using metalorganitic chemical-vapor deposition, and epitaxial layers of near UV-LEDs (ultraviolet light-emitting diodes) were grown on the low-defect GaN. The sapphire substrates were patterned with very thin SiO
2stripes with a thicknesses of 200 - 500 ˚ A. First, a GaN nucleation layer was grown on the patterned substrate, which was immediately followed by a lateral overgrowth of GaN at a high temperature. The density of screw- and mixed-type threading dislocations over the entire region of the laterally grown GaN was about 2.5 × 10
7cm
−2, and the crystallographic tilt was reduced to degree of tilt of conventional GaN grown on flat sapphire substrates. The photoluminescence intensity of the near UV-LED grown on the low-defect GaN was higher by about 200 % than that of the near UV-LED grown on conventional GaN.
PACS numbers: 81.05.Ea, 81.15.Gh, 61.72.Ff, 61.10.Nz, 85.60.Jb, 78.55.Cr
Keywords: GaN, Epitaxial lateral overgrowth, Light-emitting diodes, Metalorganitic chemical vapor depo- sition
∗
