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광대역 갭 산화갈륨 반도체

전문가 제언: ○ 최근 대만에서는 광발광 특성이 있는 Ga2O3(산화갈륨) 나노와이어를 수평으로 성장시키는 데 성공하였다. 수백 마이크론 이상의 산화갈륨 나노와이어는 기질을 가로 질러 세포의 움직임을 추적할 수 있어 미생물연구에 크게 도움이 될 것이라 발표하고 있다. 선형구조는 자외선 광원에서 빛이 방사할 때 청색을 방출하고 양자점과 비교해서 훨씬 더 분명한 패턴을 방출한다.

○ 대만의 연구진은 100nm의 두꺼운 SiO2 박막형성 과정에서 실리콘 기판을 산소로 어닐링하면 나노와이어가 수평으로 성장한다는 사실을 발견하였다. 이 표면은 금을 촉매로 하여 스퍼터링 되고 튜브 로에서 750℃로 가열되어 반응로에서 갈륨 소스에 노출시켜 5시간 동안 질소가스를 주입시킨다. 샘플 속의 산화실리콘 층은 산화갈륨 나노와이어를 수평 성장시켜 산소를 제공함으로써 제조하였다.

○ 본고에서는 산화갈륨을 반도체 제조에 활용하기 위해 반도체 광 디바이스의 단파장에 필요한 심자외선 기능을 개발하면 더욱 광대역 갭을 가진 반도체를 개발할 수 있고 내압을 가진 전력소자의 응용과 산화물 반도체로의 응용에도 활용할 수 있을 것이라 서술하고 있다. 산화물은 구조상 물질이 안정되고 산화물이 많이 함유하면 제조공정이나 폐기 과정에서 환경적인 문제와 에너지 절약에도 도움이 된다.

○ 산화갈륨 반도체는 ZnO보다 큰 약 5eV에 달하는 광대역 갭을 가지고 있어 ZnO보다 단파장 광영역의 활용이 가능하다. 산화갈륨은 과거부터 심자외선 광검출기, 가스센서, 전계효과 트랜지스터 등의 연구에 많이 이용되어 왔지만 아직 그 성과는 초기 단계에 지나지 않는다.

○ 우리나라에서도 갈륨을 이용한 제조기술이나 트랜지스터 활용기술에 대한 보고가 학회 등을 통해 많이 보고되고 있지만 아직은 연구나 개발단계에 지나지 않고 상용화된 것은 거의 발표되지 않고 있다. 향후에는 반도체에 활용되는 새로운 기술이나 기기에 활용되는 새로운 기술개발이 이루어져 환경보호와 에너지 절약에 도움이 되기를 기대한다.

저자: Shizuo Fujita etc.
자료유형: 학술정보