일반기술

선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법

본 발명은 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법에 관한 것으로, 종래에는 갈륨비소기판에 전자선 또는 엑스선을 주사하여 V자형의 홈을 형성함으로써 그 갈륨비소기판에 손상을 주며, 그 V자형 홈의 가장 깊은 부분에 형성한 양자점을 사용하는 광전소자의 출력이 약해 사용효율이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 습식식각으로 V자형 홈을 형성하고, 2차원적인 반복구조를 갖는 양자점을 유기금속 화학증착법을 사용하여 용이하게 형성함으로써, 그 양자점을 사용하는 광전소자의 출력을 증대시켜 광전소자의 광변환효율을 증대시키는 효과가 있다.1.갈륨비소기판(1)에 알루미늄갈륨비소(AlGaAs)막(2)을 형성하는 단계와; 갈륨비소기판(1)에 형성된 알루미늄갈륨비소막(2)의 상부에 포토레지스트(3)를 도포하고, 패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(3)를 마스크로 사용하여 알루미늄갈륨비소막(2)과 갈륨비소기판(1)의 일부까지 V자 형태로 식각하는 단계와; 상기 포토레지스트(3)를 제거하는 단계와; 상기 형성된 V자 형태 홈의 좌우측에 형성된 알루미늄갈륨비소막(2)에 산소이온을 주입하여 산화알루미늄막(4)을 형성하는 단계와; 상기 갈륨비소기판(1)에 형성된 V자 형태 홈의 가장 깊은 부분에 유기금속 화학증착법을 사용하여 고밀도 갈륨비소(5)를 증착하고, 상기 갈륨비소기판(1)에 형성된 V자 형태홈의 가장 깊은 부분에 형성된 갈륨비소(5)및 노출된 갈륨비소기판(1)과 산화알루미늄막(4)의 상부에 유기금속 화학증착법을 사용하여 알루미늄갈륨비소막(6)을 증착하는 공정을 반복 수행하여 양자세선을 형성하는 단계와; 상기 공정으로 양자세선이 형성된 갈륨비소기판(1)을 (110)방향으로 벽개하는 단계와; 상기 다층의 알루미늄갈륨비소막(6)을 산화하여 산화알루미늄막(7)을 형성한 후, 유기금속 화학증착법을 사용하여 갈륨비소(5)의 상부에 알루미늄갈륨비소 및 갈륨비소를 순차반복적으로 단결정성장시킴으로써 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이를 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.2. 제 1항에 있어서, 유기금속 화학증착법은 고순도 수소를 전달 개스로 하고, 총 유량은 분당 5내지 8리터로 하며, 3족 유기금속원료는 트리메틸갈륨, 트리메틸알루미늄 및 트리메틸인듐을 사용하며, 5족 원료로는 비소개스를 사용하는 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.3.제 1항에 있어서, 갈륨비소기판(1)은 (100)방향의 것을 사용한 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.4. 제 1항에 있어서, 알루미늄갈륨비소막(2)은 그 알루미늄의 몰수비가 0.9에서 1인것을 사용하여 0.05~0.5㎛의 두께를 갖도록 증착하는 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.5.제1항에 있어서, V자형의 홈은 포토레지스트(3)를 식각 마스크로 하여 일정비율의 H₂SO₄:H₂O₂:H₂O용액을 사용하는 습식에칭방법으로 상기 노출된 알루미늄갈륨비소막(2)및 갈륨비소기판(1)의 일부를 (01T)방향으로 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의산 고밀도 양자점 어레이 형성방법.6. 제 1항에 있어서, 산화알루미늄막(7)을 형성하는 방법은 갈륨비소(5)및 알루미늄갈륨비소막(6)이 다층으로 형성된 갈륨비소기판(1)을 반응로에 장착시키고, 반응로의 분위기를 450℃에서 1시간 동안 약 80℃의 수증기가 포함된 고순도 질소개스와 반응시켜 그 알루미늄갈륨비소막(6)을 산화알루미늄막(7)으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.7. 제 1항에 있어서, 알루미늄갈륨비소막(6)은 알루미늄의 몰비가 0.1 내지 0.5인 알루미늄갈륨비소를 유기금속 화학증착법을 사용하여 증착시킨 것을 특징으로 하는 선택성장법에 의한 고밀도 양자점 어레이 형성방법.