일반기술

질화 반도체 표면 제작방법과 이를 위한 활성질소의 새로운 원료

본 기술은 질화 반도체를 제조하기 위하여 다양한 공급원으로부터 질소를 공급받는 방법과 질화 반도체 표면을 제조하는 방법에 관한 기술이다. 반도체 재료로 사용되는 3족 금속-질화물 (III-N) 필름의 성장과 관계된 반도체 기술은 빠르게 진보하고 있다. 그중에 금속-유기물 증착-형상 에피탁시 (MOVPE)법은 각각 질소와 3족 금속의 전조로서 암모니아와 3메틸금속을 이용한 “III-N” 필름의 성장을 위해 도입하였다. 파랑/초록/호박색 발광 다이오드 (LED)는 파랑/보라색 레이져 다이오드 (LD) 처럼 MOVPE를 통해서 상업적으로 제조되고 있다. 한편, III-N반도체 성장에 있어 분자 빔 에피탁시 (MBE)법은 MOVPE에 비해 포텐셜의 잇점에도 불구하고 크게 진전되지 않고 있다. MBE는 초기의 UHV의 성정 환경을 제공하고 층과 층 사이의 조성을 정확하게 제어하며, 표준 표면 과학 장비를 이용하여 성장을 연속적으로 모니터링하는 것이 가능하고 소스의 선택 폭이 넓다. III-N 성장을 위해, MBE는 MOVPE종의 거대하고 초음속적인 추진체, 활성 질소 가스의 방전 소스, 높은 순도를 갖는 증발 소스 등을 포함한다. MOBPE법은 MBE법의 발전된 방법으로, 더 우수한 III-N물질 제조가 가능하다. AlN, GaN 그리고 inN은 넓은 밴드 갭 반도체 장치로서 사용되고 있다. III-N 제조에 있어서 주목할만한 진전에도 불구하고, 성장과정에서의 더 나은 개선은 주요한 목표로 남아있다. 이러한 개선의 한 방법으로서, 전기적으로 여기된 질소 분자가 이상적인 질소 전조를 만들어낸다는 의견이 제시되었다. 본 기술은 단지 그라운드 상태의 질소를 포함하는 것과는 달리, 분자 빔에서 기저상태로부터 여기 종으로서 매우 순도 높은 N2A3Su+를 만들기 위한 장치와 방법을 개발한 것이다. 즉, 본 기술의 장치와 방법을 이용하여 금속-질화물의 질과 농도를 향상시킬 수 있고, 제조 과정을 통제할 수 있는 고순도, 고에너지밀도의 질소가 얻어질 수 있다는 것이다. 본 기술은 금속III-질화물 필름의 제조는 앞에서 기술한 분자 빔 에피탁시의 잇점을 이용한다.III-N 반도체 물질 제조 방법질화물 반도체 제조 과정에 사용되는 다양한 질소 원료들분자 빔을 이용한 III-N 반도체 물질의 제조질소 분자를 전기적으로 여기시켜 고순도, 고에너지 밀도의 질소를 공급함