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미소중력환경을 이용한 반도체의 결정성장

전문가 제언: ○ 정밀기계 및 첨단 전자 재료의 부품에서 빼놓을 수 없는 소재 중의 하나가 단결정 분야이다. 단결정성장 방법으로는 벌크 형태의 단결정을 성장하는 방법과 박막 형태의 단결정을 성장하는 방법이 있다. 그러나 이와 같은 방법들은 성장과정에서 발생되는 편석과 결함으로 인해 소자 제작 시 특성저하에 원인이 되고 있다.

○ 광통신에 쓰이고 있는 파장대역은 1.3㎛와 1.5㎛로 반도체 레이저다이오드는 InGaAsP 계열의 양자우물 구조를 이용하고 있다. 그러한 양자우물 레이저다이오드는 상온에서 동작할 때 문턱전류가 온도에 따라 불안정한 문제점을 지니고 있다.

○ 우주실험 결과를 토대로 얻어진 TLZ법으로 융액 중의 대류현상을 억제해서, 판상 단결정을 육성하여 레이저를 제작한 결과, 1.31㎛의 파장 특성과 온도안정성이 우수한 소자를 개발할 수 있었다.

○ 미국의 반도체 시장조사 전문기관 IC 인사이츠에 따르면 갈륨비소(GaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 인듐인(InP) 등의 화합물반도체는 그동안 발광다이오드 등 틈새시장에만 쓰였으나, 최근 3세대 이동통신 등 차세대 응용기기 개발로 실리콘게르마늄이 강한 성장세를 보일 것으로 전망하고 있다.

○ 우리나라도 곧 우주시대에 첫 걸음을 내디디게 되는데 IT 강국으로의 위상을 계속 유지하기 위해서는 세계최고의 소재와 소자개발이 급선무라 생각된다. 이를 실현하기 위해서는 무결점소재 개발이 중요한 과제이기 때문에 지금부터 계획을 세워 닦아올 우주시대에 대비해야 할 것이다.

저자: kyoichi kinoshita
자료유형: 학술정보