일반기술

저 전위 밀도 GaN 및 그와 관련된 반도체 결정의 박막 필름

갈륨 질화물 (GaN) 계열 및 그와 관련된 질화물 합금들은 보라색 레이져 다이오드에 사용하는 고 밀도 데이터 저장 시스템을 위하여 그리고 고 젼력 전자 장치를 위하여 완벽한 시각적 광 스펙트럼 특성을 갖는 풀 칼라 발광 다이오드 (LED)의 재료로서 각광을 받고 있다. 커다란 직경의 GaN 기질이 거의 없기 때문에, GaN 그리고 InGaN, AlGaN 처럼 조합된 물질들에 기초한 장치들은 사파이어와 SiC와 같이 격자가 일치되지 않는 기질 위에 성장한 에피탁셜 박막 필름 위에서 제조된다. 기질과 에피탁셜 박막 필름간의 커다란 격자 불일치는1010 cm2 정도의 전형적인 나선의 전위 밀도가 생겨나게 된다. 이와 같은 높은 전위 밀도는 레이져 장치의 수명과 전자 장치의 캐리어 이동도를 제한하게 된다. 그리고, 도핑시에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 한편, 측면 에피탁셜 과성장 (LEO)과 펜도에피탁시 (PE) 처럼 전위 밀도를 줄이기 위한 연구들이 진행되어 전위 밀도는 1010 cm2에서 108 cm2 까지 줄일 수 있었으나, 제조 과정동안의 복잡성 때문에 장치의 대량 생산를 위한 적용이 제한되어 있다. 특히, 우수한 특성을 갖는 장치에 적용하기 위해서는 더욱 낮은 전위 밀도를 필요로 한다. 본 기술은 단지 하나의 에피탁셜 성장 단계만으로 다양한 기질 위에 낮은 전위 밀도 GaN 및 관련된 합금 결정의 박막 필름을 제조하는 개발 기술이다. 또한, 본 기술은 Si 위에 GaAs, GaAs 위에 InP와 같이 다른 헤테로 에피탁셜 물질을 제조하는 기술에도 적용이 가능하다. 사파이어 구조 위의 GaN은 나선의 전위 밀도가 107 cm2 이하까지 줄어들었다.LEO와 PE법에 비하여 낮은 나선의 전위 밀도를 나타냄단지 하나의 에피탁셜 성정 단계를 가짐대량 생산이 가능하고 제조 단가가 낮음헤테로 에피탁셜 물질에 적용 가능