사파이어 기판의 GaN 성장 신기술

전문가 제언

○ LED는 최근에는 조명은 물론 자동차 부품, TV back light unit, 심지어 농업용 조명에 까지 사용되고 있다. 이 LED 기판의 경우 사파이어나 SiC기판이 상용화되어 LED 칩은 이들 기판 위에 에피택셜 성장하여 제작된다. 그러나 광 효율 향상 및 고출력에 따른 특성 확보를 위해 새로운 기판을 사용하여 에피택셜 성장하는 방법이 연구 개발되고 있다.

○ 기존 사파이어 기판은 격자 부정합이 크고, 열전도율이 낮으며 dicing 비용이 높으나 GaN과 같이 육방정 구조로 결정학적 구조가 비슷하다. 또한 사파이어는 융점이 높아 GaN과 같이 고온증착 박막의 기판으로 적합하고, 내 산 알칼리성이 높으며 가격이 저렴하다. 그러나 고효율의 LED의 제조 시에도 사파이어 기판이 계속 사용될 지는 미지수이다.

○ 따라서 이 문헌에서는 사파이어 기판의 장점을 살리고 단점을 보완하기위하여 표면에 요철을 가공한 사파이어 가공기판(PSS: Patterned Sapphire Substrate)을 이용하여 고출력 LED의 연구를 하였으며, 스트립(stripe)상의 트렌치(trench) 구조를 형성한 PSS를 예로 여러 가지 실험 결과를 보여 주고 있다.

○ 기존 상용화된 사파이어 기판은 선진국 몇 몇 기업이 개발하여 특허로 등록하고 시장을 지배하고 있다. 고효율의 LED 개발용 기판으로 사파이어 가공기판 이외 GaN계 나 새로운 질화물계 기판이 연구되고 있으나 가격이 고가로 상용화에 문제가 된다.

○ 사파이어 기판의 장점을 살려서 물성을 개선하면 후발 우리나라의 LED 산업에 유용하고 선진국의 기존 핵심특허를 피하여 시장 진입을 할 수 있는 발판을 만들 수 있다고 본다. 그런 의미에서 발상 전환에 따른 기판 개선과 GaN 성장 기술은 아주 유익하다고 생각된다.

저자

Kazuyuki Tadatomo

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

79(1)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

59~63

분석자

김*은

분석물

• 사파이어 기판의 GaN 성장 신기술.pdf [426,772 byte]

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