일반기술

고밀도 양자점 어레이 형성방법

본 발명은 고밀도 양자점 어레이 형성방법에 관한 것으로, 종래의 양자점 어레이 형성방법은 갈륨비소기판에 전자선 또는 엑스선을 사용하여 V자 또는 U자형의 홈을 파고, 그 홈의 하부에 양자점을 형성하였으나, V자 또는 U자형의 홈을 파는 공정에서 기판에 손상을 주어 그 양자점을 이용한 광전소자의 출력이 작아 그 광변환효율이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 갈륨비소기판상에 갈륨비소 및 알루미늄갈륨비소로 구성되는 양자구조를 형성하고, 불순물유도에 의한 격자무질서방법을 사용하여 그 양자구조에 양자세선을 형성한 후, 그 양자세선이 형성된 갈륨비소기판을 벽개하여 양자점 구조를 형성하고 그 양자점 구조에 유기금속 화학증착법으로 고밀도 양자점을 형성하여 갈륨비소기판에 손상을 주지 않고 용이하게 고밀도 양자점 어레이를 형성하여 그 양자점을 사용하는 광전소자의 출력을 증대시킴으로써, 그 광전소자의 광변환효율을 증가시키는 효과가 있다.1. 갈륨비소기판(1)의 상부에 알루미늄 갈륨비소막(3)및 갈륨비소막(2)를 다층으로 증착한 후, 피엠엠에이(Poly Methyl Methacrylate, 4)를 상기 형성된 다층구조의 최상층인 갈륨비소막(3)의 상부에 증착하고, 그 피엠엠에이(4)를 이온주입 마스크로 하여 아연 또는 실리콘이온을 주입하여, 상기 아연 또는 실리콘이온이 주입되는 부분을 알루미늄갈륨비소막(3)으로 변형시키는 단계와;상기 공정 후 갈륨비소(2)및 알루미늄갈륨비소(2)가 양자구조로 그 상부에 형성된 갈륨비소기판(1)을 열처리하여 상기 양자구조의 갈륨비소(2)및 알루미늄 갈륨비소(3)의 격자를 무질서하게 함으로써, 양자세선을 형성하는 단계와; 상기 무질서한 격자를 갖는 양자구조의 갈륨비소(2)및 알루미늄갈륨비소(3)가 그 상부에 형성된 갈륨비소기판(1)을 수직방향으로 벽개하는 단계와;상기 벽개한 무질서한 격자를 갖는 양자구조의 갈륨비소(2)및 알루미늄갈륨비소(3)가 형성된 갈륨비소기판(1)을 반응로에 장착하고, 상기 알루미늄갈륨비소(3)를 산화시켜 산화알루미늄갈륨비소 또는 산화알루미늄(5)을 형성하는 단계와; 상기 산화알루미늄갈륨비소(5)를 선택적 성장마스크로 사용하는 유기금속화학증착법(MOCVD)을 사용하여 알루미늄갈륨비소막과 갈륨비소막을 반복적으로 성장시켜 갈륨비소(2)의 위에 양자점을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고밀도 양자점 어레이 형성방법.2.제 1항에 있어서, 상기 벽개한 갈륨비소기판(1)에 형성된 알루미늄갈륨비소막(3)을 산화시켜 산화알루미늄갈륨비소막(5)을 형성하는 방법은 그 벽개한 갈륨비소기판(1)을 반응로에 장착하고, 약95℃의 수증기가 포함된 고순도 질소개스를 반응로 온도 450℃의 분위기에서 1시간동안 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 고밀도 양자점 어레이 형성방법.3. 제 1항에 있어서, 갈륨비소막(2)에 고밀도 양자점을 형성시키는 방법은 유기금속화학증착법을 이용하여 상기 갈륨비소막(2)에 그 알루미늄의 몰비가 0.1내지 0.5인 알루미늄갈륨비소막과 갈륨비소막을 순차 반복적으로 성장시켜 고밀도 양자점을 형성시키는 것을특징으로 하는 고밀도 양자점 어레이 형성방법.4. 제1항 또는 제3항에 있어서 유기금속 화학증착법은 고순도 수소개스를 수송개스로 하고, 총 유량은 분당 5내지 8리터로 하며, 3족 유기금속원소는 트리메틸갈륨, 트리메틸알루미늄, 트리메틸인듐을 사용하며, 5족 원소로는 비소개스를 사용하는 것을 특징으로 하는 고밀도 양자점 어레이 형성방법.