일반기술

수소 및 불활성기체에 의한 화합물반도체 박막의 양자점 생성방법

본 발명은 수소 및 불활성기체에 의한 화합물반도체 박막의 양자점 생성방법에 관한 것으로, 기판과 박막의 격자상수차(격자부정합)가 5% 내외가 되지 않는 기판(34)을 사용하여 GaN와 Hg 1-x Cd x Te 박막 등과 같은 화합물반도체 박막(30a)을 성장시켜 불활성기체화 작업의 후처리를 통해 상온 조절이 가능한 양자점을 형성시킬 수 있으며, 특히 수소 및 불활성 기체 플라즈마의 파워밀도나 유입량의 조절을 통해 생성되는 양자점 구조의 화합물반도체 박막(30a)의 크기와 밀도를 조절할 수 있어, 기존의 Stranski-Krastanov 방법에 비해 제작방법이 쉽고 기판(34)의 종류에 상관없이 양자점 형성이 가능할 수 있다. 이를 위해 CdTe, CdZnTe, GaAs, Al 2 O 3 , Si 등의 화합물 기판(34) 중 어느 하나를 이용하여 통상의 박막 생성방법인 LPE, MOCVD 그리고 MBE 방법 중 어느 하나를 통해 GaN, CdTe, HgCdTe와 같은 화합물반도체 박막(30a)이 성장되는 박막 성장과정과, 성장된 화합물반도체 박막(30a)을 플라즈마를 형성할 수 있는 불활성기체 공급장치의 챔버(10)에 장착시켜 발생되는 가스 플라즈마가 화합물반도체 박막(30a)에 입사되어 양자점(32)이 형성되는 양자점 형성과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.본 발명에 의한 수소 및 불활성기체에 의한 화합물반도체 박막의 양자점 생성방법은, 통상의 박막 성장방법인 LPE, MOCVD, MBE 방법 등에 관계없이 화합물반도체인 GaN와 Hg 1-x Cd x Te 박막을 성장시켜 불활 성기체화 작업의 후처리를 통해 상온 조절이 가능한 양자점을 형성시킬 수 있으며, 특히 불활성기체 플라즈마의 파워밀도나 유입량의 조절을 통해 생성되는 양자점 구조의 GaN와 Hg 1-x Cd x Te 박막의 크기와 밀도를 조절할 수 있어, 기존의 Stranski-Krastanov 방법에 비해 제작 방법이 쉽고 기판의 종류에 상관없이 양자점 형성이 가능할 수 있다. 이는 결과적으로, 77K 저온을 유지하기 위해 액체질소 용기의 부착이 요구되는 것은 물론 부피가 커서 휴대성이 낮고 가격이 비싸 상용화가 어려운 기존의 화합물반도체 양자점 생성방법의 문제점을 해결할 수 있어, 기판의 종류에 관계없이 박막의 양자점 생성이 용이하면서도 가격과 부피가 줄어들고 특히 상온 동작이 가능하여 Wetting Layer가 없는 구조의 적외선 탐지소자나 기타 광소자 및 전기소자는 물론 군사용, 의료용 소자에 보다 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.