일반기술

화학적 용해 침전을 이용하여 전조를 포함하는 갈륨과 질소로부터 GaN 필름 제조

가시 스펙트럼과 UV광탐지자의 청색과 황색 영역에 있는 발광 다이오드 (LED)와 레이져 다이오드 (LD) 처럼 다양한 반도체 장치들은 III-V 질화물 (InN, GaN, AlN 그리고 그밖의 합금)을 기초로 하여 제조된다. III-V 질화물들은 화학적 안정성, 방사선에 대한 저항 그리고 높은 열 전도도와 함께 조정 가능한 밴드갭 때문에 반도체 재료로 각광받고 있다. 그러나, GaN의 단일 결정은 녹는점과 증착 성장 온도에서 N2의 큰 평형 해리 압력 때문에 액체 형상 에피탁시 (LPE)를 사용한 용해된 상태에서 성장시키는 것은 불가능하다. 그렇기 때문에, GaN 단일 결정들은 이질의 핵 자리로서 활동하는 단일 결정 기질 위에 에피탁셜하게 성장된다. GaN과 다른 결정성의 단일 결정 III-V 물질에 대한 성장 방법은 열이 가해진 기질 표면에 대해 원자나 분자 종이 천천히 첨가되는 것을 조절하는 증착 수송 (vapor transport)에 초점을 맞추고 있다. 분자 빔 에피탁시 (MBE)와 금속 유기 화학적 증착 침전 (MOCVD)와 같은 현재의 방법들은 초기의 장비 설비가 비싸고 지속적인 유지 비용이 많이 든다는 등의 많은 문제점이 있다. 본 기술은 단일 결정 기질 위에 다른 III-V 질화물들에도 적용 가능한 결정성의 에피탁셜 GaN 필름을 생산하는 특별한 방법을 개발한 기술이다. 본 기술은 상당히 적은 자본과 동작 비용으로 단일 결정 기질 위에 전조 (precursor)의 비결정질 층을 형성하여 단순하고 직접적인 침전에 의해 GaN 필름을 생산하는 것이다. - 적은 초기 설비 및 유비 비용- 필름 두께 조절 가능- 다른 III-V 질화물 합금에도 적용 가능