내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

질화알루미늄(AlN) 단결정 합성

전문가 제언: ○ Ⅲ족 원소인 Al, Ga, In 등의 질화물은 고출력 단파장 광전디바이스의 기초 소재로 알려져 있다. 그 중에서 AlN은 높은 열전도율(320W/mK)과 밴드-갭(6.2eV)이 크고, 열전도율이 높기 때문에 자외선 영역의 발광소자(LED, LD)용이나 전자디바이스 기판재료로 단결정 제조기술이 요구되고 있다.

○ AlN단결정을 기판으로 사용하면 격자정수에 가까운 AlGaN계 발광소자와 준 호모 에피택셜 성장을 할 수 있다. 또한 AlN 결정은 200㎚의 자외선 영역 까지 투명하기 때문에 발광된 자외선을 흡수하지 않는다. 격자정합성 및 자외선 투과율 관점에서 AlN 단결정이 가장 양호한 기판 후보이다.

○ AlN의 높은 열전도율 및 광투과율은 기판재료에 적합하다. 또한 반도체 재료로서 우수한 성질을 가지고 있어, 시장성이 크지만 제조와 품질 문제로 제한을 받아왔다. 근년에 AlN 결정성장은 주로 승화재결정법, 액상성장법, HVPE법 등이 이용되고 있다. 승화법은 AlN 원료를 고온에서 승화시켜 후에 다시 재석출하여 단결정 AlN을 제조하는 방법이다.

○ 이 문헌에서는 AlN 결정성장에 방법에 대하여 설명하고 있다. 또한 필자가 연구실에서는 AlN-Al2O3-C-N2-CO계 열역학적 상태도를 작성하고, 이를 기초로 사파이어 질화법에 의한 AlN막 개발을 소개하고 있다

○ AlN 단결정은 질화물계의 고휘도 자외선 발광 디바이스뿐만 아니라 고주파 디바이스나 파워 디바이스의 기판으로 이용하여 저 전위밀도의 GaN 또는 AlGaN 층이 제조된다. 또한 자외선에 대하여 투명하고, 열전도율이 높아 이상적인 기판재료라고 할 수 있다.

○ HVPE 방법을 이용하여 웨이퍼를 생산하는 나라는 미국과 일본이다. 국내의 경우 GaN에 대한 연구결과는 보고되고 있으나, AlN은 일부 대학만이 연구를 하고 있다. AlN은 발광 디바이스뿐만 아니라 기판용 재료로 우수하다. 향후 시장이 확대될 것으로 기대되고, 양산기술이 아직 확립되지 않아 참여 기회가 있을 것으로 생각이 되므로, 관련 분야의 기업이나 학계에서 많은 연구가 있기를 바란다.

저자: Hiroyuki Fukuyama
자료유형: 학술정보