에피택시방법에 의한 III-V반도체 양산장치

전문가 제언

○ 에피택시 결정성장은 기판에 2차원 박막을 형성시키는 것을 말한다. 대개 세 가지 양식으로 성장을 한다. 첫째는 기판에 3차원 클러스터(cluster)를 몇 개 형성하고 나중에 이것을 합체하여 연속적으로 막을 형성한다. 두 번째는 기판에 단원자 두께의 2차원 클러스터를 합체하여 층상으로 만드는 것이다. 세 번째는 첫째와 두 번째의 혼성기법이다.

○ 결정성이 우수한 박막을 성장할 때 에피택시 기술을 사용한다. 기판에 성장물질이 증착하는 초기단계에 기판에 핵형성 과정이 순조로워야 한다. 핵형성반응의 구동력은 기브스의 자유에너지 변화로 일어난다. 보이지 않은 힘을 사용하여 가시의 현상으로 정착시키는 기술이다. 기상에피택시의 현상을 이해하는 데는 반응계의 열역학적인 검토가 필요하다.

○ 기상에피택시의 출발물질은 유기금속 기상에피택시(MOVPE), 분자선 에피택시(MBE), 할로겐화물 기상에피택시(HVPE)가 있다. 열역학적인 고찰은 에피택시뿐 아니라 모든 결정성장에 적용된다. 특허에서는 성장장치에 대한 열역학적인 이론에 대한 언급은 전혀 없다. 기존의 에피택시장치에 대한 내부구조를 개조한 것을 소개하고 있다.

○ 기존의 에피택시장치와 구별되는 부분을 보면 장치 내부의 열손실을 철저하게 차단하여 설계한 점이다. 에피택시성장은 완벽한 결정상수를 가지는 결정체를 얻는데 목적이 있다. 원자수준의 박막을 얻는 데는 에피택시 기술 이외 다른 방법이 없다. 3차원 잉곳에는 성장온도의 차이로 인하여 결정결함을 제거하는 것이 불가능하다.

○ 특허에서 소개하는 장치에는 가스도관의 길이를 최대로 하여 성장실 내에서 가스의 열평형을 크게 고려한 점이다. 기판온도(증착온도)와 원료가스의 온도차를 자유로 조절이 가능하게 설계된 것으로 보인다. 산업용 GaN의 박막결정 제조에 크게 기여할 것으로 본다. 한국화학연구소에서 연내에 GaN의 잉곳생산을 하는 것으로 알고 있다.

저자

Arena et al.

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

WO20090082608

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~31

분석자

박*학

분석물

• 에피택시방법에 의한 III-V반도체 양산장치.pdf [415,040 byte]

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