(11-20)면 ZnO 기판의 열처리 시 표면형상과 구조적 특성의 상관관계에 관한 고찰 (Investigation of the Relationship between the Surface Morphology and the Structural Properties of Annealed (11-20) ZnO Substrates)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 61권 / 5호 / 530 ~ 535페이지
· 저자명 : 유진엽, 최성국, 조유진, 장지호, 이상태, 이원재, Takafumi Yao

초록

(11-20)면 ZnO 기판의 표면을 결정 성장에 적합하도록 평탄화하기 위하여산소 분압 내에서 열처리를 실시하였고, 표면 형상의 변화에 따른 구조적특성의 변화를 고찰하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 결과로 950℃에서 열처리한 시료는 c축 방향과 m축 방향의 두 방향으로표면 스텝이 형성되어 있었고, 열처리 온도를 1200℃로증가시키면 스텝 번칭이 일어나 m축 방향 표면 스텝은 사라지고 c축방향 스텝의 높이가 증가함을 관찰하였다. 그러나 X-ray diffraction 결과는 열처리 온도가 1200℃까지 증가해도 지속적으로 omega 스캔과 omega-2theta 스캔의 반치폭이 줄어들고 비대칭성이 향상되어온도에 비례하여 결정성이 향상됨을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터(11-20)면 ZnO 기판의 표면에는 상당한 두께의 표면 손상층이 존재하여,열처리만으로 이를 제거해 평탄하고 결정성이 양호한 표면을 얻는 것이곤란하며 별도의 선행 공정의 도입을 검토하는 것이 필요함을 알 수있었다.

영어초록

We have investigated the relation between the structural properties and the surface morphology of (11-20) ZnO substrates thermally treated in an O₂ambient. Surface steps in both the c- and the m-axis directions were observed from the sample annealed at 950℃. However, when we increased the annealing temperature to 1200℃, the $m$-axis direction step disappeared, and the c-axis direction step height became higher due to step bunching,which indicates that the annealing temperature was too high. The XRD results showed opposite tendency. With increasing annealing temperature, the full width at half maximum (FWHM) values of the omega and the omega-2theta scans were continually narrowed,indicating improved crystal quality. These results reveal that the damaged surface layer has a considerable thickness; hence, a pre-surface treatment to remove the damaged surface layer before the thermal treatment should be considered.

참고자료

· 없음