일반기술

원자층 증착법에 의한 ｐ형 산화아연 박막의 제조 방법

본 발명은 원자층 증착법에 의한 p 형 산화아연 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아연 원, 산소 원 및 도펀트 소스를 교대로 공급하여 산화아연 박막을 형성하고, 이를 열처리함으로써 제조되는 원자층 증착법에 의한 p 형 산화아연 박막의 제조 방법에 대한 것으로서, 본 발명에 의한 p 형 산화아연 박막은 광학적, 구조적, 전기적 특성이 우수하여 발광다이오드, 레이저다이오드 등 발광디바이스의 대량 생산을 위한 상업화를 가속화시킬 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.아연 산화물은 우수한 광학적, 전기적 그리고 압전 특성으로 인해 지난 수십 년 동안 많은 연구가 수행되고 있는 재료로서 표면 음향 소자, 투명 전극 및 광소자 등에 응용 가능성이 크다. 특히, ZnO는 3.37 eV의 넓은 밴드 갭을 갖고 있고, Mg 등의 첨가에 의해 밴드갭을 4 eV까지 변화시킬 수 있기 때문에 자외선 영역의 레이저를 발진할 수 있는 차세대 광소자용 재료로 주목받고 있다. 비록, GaN을 기본으로 하는 Ⅲ 족 질화물에 대한 광소자 연구가 활발히 진행되어 응용 단계까지 도달하였으나, 대부분의 GaN을 기반으로 하는 질화막은 성장시 1000 ℃ 이상의 고온이 요구되고 있어 기판 선택에 제약이 있기 때문에 실 공정에서 가장 많이 사용되고 있는 실리콘 기판에서 양질의 에피 박막 성장이 어려운 단점이 있다. 반면, ZnO는 여기자 결합 에너지가 상온에서 60 meV로 GaN의 28 meV에 비해 상당히 크므로, 상온 및 고온에서 동작할 수 있는 광소자의 효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, ZnO는 500 ℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 양질의 에피 박막 성장이 가능하기 때문에 실리콘 기판 위에서도 GaN에 비해 에피 성장이 용이한 장점이 있어 실용화를 위한 유리한 위치에 있다. 원자층 증착 기술은 회로선폭이 100 nm 이하인 나노급 반도체의 개발이 본격화되면서, 그 연구가 활발하게 이루어지고 있는 기술이다. ALD는 원자층 단위로 박막을 형성하는 첨단기술로, 뛰어난 균일도의 극박막 증착이 가능하기 때문에 나노급 반도체 제조의 필수적인 증착 기술로 주목받고 있다. ALD는 자기제한적 성막법으로 반응기체들을 번갈아 공급하여 기판 위에 한 원자 층씩 흡착되도록 하는 기술로 박막두께를 반응기체들의 공급 회수로 조절하여 수 nm의 얇은 두께도 매우 재현성있게 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 넓은 면적에 걸쳐 균일한 증착이 가능하다는 여러 가지 장점을 갖고 있다. 또한, 낮은 증착온도에서도 박막의 특성이 매우 우수하고 높은 단차의 트렌치나 홀 내에서도 거의 100%의 피복율을 보이는 등 장점이 많아, 나노급 반도체 제조에 가장 적합한 증착 기술로 평가되고 있다.