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InGaN(In,GaN)LED용 Si기판

전문가 제언: ○ 결정박막을 만들 때에는 주로 에피택시성장(epitaxy growth)방법을 사용한다. 기판에 결정박막을 「배열」한다는 의미를 가지고 있다. 에피택시성장은 기판과의 관계에 강한 영향을 미친다. 기판의 재료, 격자정수, 표면성질을 알아 두는 것이 중요하다. 박막의 핵형성, 성장구동력에 영향을 주는 것은 평형상태가 엇갈리는 정도에 따라 나타난다.

○ 결정표면의 원자의 움직임, 성장용액이나 성장기체 중의 원자 분자의 움직임에 대한 동력은 성장속도, 조성, 표면구조에 크게 영향을 미친다. 저온에서는 대부분의 물질은 질서정연하게 배열한 결정구조를 취한다. 어떤 온도(T)에서 고체, 액체, 기체 중 어떤 상을 결정하는 조건은 깁스의 자유에너지 G=H-TS에 따른다. H; 엔탈피, S; 엔트로피

○ 에피택시성장에서 청색 발광소자로 크게 기대되는 InGaN(In,GaN)화합물 반도체를 비롯하여 소자재료인 양자세선, 양자도트, 자성반도체, 전극용 규소화물, 강유전체, 태양전지, 박막트랜지스터 등에 쓰이는 다결정, 새로운 용도가 기대되는 다이아몬드 등이 현재 주목을 받고 있다. 앞으로 기대되는 첨단재료로 꼽을 수 있다.

○ 이종물질이 결정계면에 존재할 때에 헤태로(hetero) 에피택시라고 하는데 자연계에서는 보지 못하는 새로운 성질을 가지는 인공결정이다. 밴드 갭이 다른 두 반도체, 가령 n-A와 p-B가 가깝게 접근하면 n-A는 전도대와 금지대 근처에서 전자가, p-B는 가전자대와 금지대 근처에서 정공이 전기전도를 하면서 (양자)우물을 형성한다.

○ LED를 작성하는 적층성장에서 기판으로는 주로 사파이어, 실리콘카바이드를 사용한다. 특허에서는 Si기판을 사용해서 만든 제품을 소개하고 있다. 어떤 기판이 가장 이상적인 기판인지는 특허를 보고는 판단하기 힘들다. 진공에서 박막을 증착할 때에는 기판표면을 충분히 넓게 하여 2차원 성장을 위한 핵 발생이 원활하도록 해야 한다.

저자: Oliver et al.
자료유형: 특허정보