저 결함 반도체의 에피택시성장

전문가 제언

○ 결정성장은 결정의 표면에서 일어난다. 표면에 배열하고 있는 원자레벨의 구조가 성장의 양상을 결정한다. 결정성장 자체는 비평형상이지만 대부분의 경우 평형상태에 가까운 곳에서 일어나기 때문에 표면의 평형상태를 특징적으로 만드는 물리량을 사용하면 성장메커니즘을 잘 설명할 수 있다.

○ 결정표면은 보기에는 평탄하고 단순한 것 같으나 현미경으로 관찰하면 가지각색의 요철현상이 발견된다. 결정이 성장하는 메커니즘을 이해하기 위하여 결정표면에 어떤 모델을 설정한다. 여기에 통계역학을 사용하여 성장양상을 설명한다. 결정표면에는 각종 성장요인이 존재한다. 이것이 테라스(terrace, facet), 스텝(step), 킹크(kink)이다.

○ 성장표면을 원자적인 스케일로 보면 평면으로 둘러싸여져 있는 다면체가 경우에 따라서는 곡면으로 보여 지는 면이 테라스이다. 이 면은 스텝을 생성하기 위한 자유에너지가 유한하기 때문에 온도가 낮을 때에는 평형상태에서 큰 높이의 스텝이 형성되지 않고 표면은 하나의 원자 면으로 고정된다. 거시적으로는 완전한 평면이다.

○ 테라스위에 있는 원자레벨의 계단이 스텝이다. 어떤 온도에서는 열적인 동요로 인하여 킹크가 생겨 표면이 거칠어진다. 스텝을 특징짓는 물리량으로 중요한 것이 스텝의 단위길이 부근의 자유에너지라는 것이 있다. 이 에너지는 결정의 이방성 때문에 스텝의 평균적인 방위에 의하여 그 값이 변한다.

○ 스텝이 끊어진 위치를 킹크라고 한다. 평형상태에서는 그 위치에 원자 1개가 들어가도 계의 에너지는 변하지 않기 때문에 반(half)결정위치라고 한다. 테라스를 기상에서 성장할 경우 결정표면의 원자가 스텝이 끊어진 위치에 왔을 때에는 결정화한 것으로 본다. 원자가 결정표면의 다른 위치에 있을 때에는 흡착원자로 부르며 킹크와 구별한다.

저자

Edgar et al.

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

WO20090152503

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~29

분석자

박*학

분석물

• 저 결합 반도체의 에피텍시 성장.pdf [382,547 byte]

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