일반기술

GAAS단결정성장시단결정확보를위한AS증기압제어방법

본 기술은 GaAs단결정 성장시 양질의 단결정성 확보를 위한 As 증기압 제어방법에 관한 것이다. GaAs 성장법에서 As원소가 기화되어 As, As4, As2등으로 변할때 이들은 주변온도에 따라 평형 분압을 다르게 가지므로 종래 방법대로 단결정을 성장시킬 경우에는 석영 반응관내에 As-증기상들의 불안정성이 야기되어 원하고자 하는 조성비 제어가 불가능한 문제점이 있다. 이에 종래의 결점을 해결하기 위해 기존 증기압 제어와는 달리 역의 방법으로서 주어진 석영관 부피와 온도분포 및 제어압력을 감안한 As2 및 As3 기체상의 몰수를 정산하여 장입함으로써 해소될수 있도록 하였다.이 기술은 밀봉된 석영관 위에 GaAs 원료를 장입하여 1250-1260CEL 정도의 고온과 610-630CEL의 저온에서 온도 제어를 하고 이온도 제어는 As 증기압을 일정하게 유지하게 하여 GaAs가 용해 되면서 생성될 때 표면에서 처리되어 As 성분이 이탈되는 것을 억제 하기 위한 것이다. 그런데 As 원소가 고체 상태나 기체 상태에서는 As2,As4 상태이므로 외부적인 온도만으로 평형 증기압이 안되므로 즉 GaAs 융액-고체-As증기 상간의 평형 상태로 공존해야 하므로 석영 반응관내에 As-증기상들의 불안정성이 야기되어 원하고자 하는 조성비의 제어가 불가능 했던점을 역의 방법으로서 주어진 석영관 부피와 온도 분포 및 제어 압력을 감안한 As2 및 As3 기체상의 몰수를 정산하여 장입함으로써 해소될 수 있게 하였다. 따라서 As 원소들을 열역학적 계산하여 미리 석영관에 As증기상의 총 몰수를 정산하여 장입하고,편차는 1/20로 줄였으며 정확한 조성비 제어가 가능하게 하였다.