질화갈륨성장용 반응장치

전문가 제언

○ III-N계열 내지는 III-V족 화합물반도체를 제조하는 방법의 하나로 HVPE[hydride(halide) vapor phase epitaxy]법이 있다. 원료에 V족 원소의 수소화물을 사용할 때에는 hydride를, III족 원료로 GaCl 등의 할로겐화물을 사용할 때에는 halide의 이름을 붙인다. GaN성장에는 Ga원료로 GaCl를, N원료로 NH3를 사용한다.

○ HVPE장치에는 수정으로 만들어진 가열반응관이 설치되어 있어, NH3을 효율적으로 활성화시킬 수 있고, 또 Ga원료에서 많은 량의 GaCl를 공급하는 것이 용이하여 100μm/h이상의 성장속도를 얻게 된다. 지금은 큰 GaN단결정을 만드는데 HVPE법을 사용하여 GaN기판을 만드는데 관심이 집중되고 있다.

○ 기존의 장치에서는 Ga금속, HCl가스, NH3가스를 사파이어기판에 증착(에피택시)하여 GaN박막을 만들었다. HVPE장치는 매우복잡하다. 기체가 흘러가는 도관에 NH4Cl분말이 축척되어 장치의 기능을 약화시킨다. 이 특허는 전통적으로 사용하는 HVPE장치를 개조하여 효율이 더 향상된 장치의 구조를 소개하고 있다.

○ 에피택시기술에 의하여 GaN을 기판에 증착할 때에는 900℃정도의 고온에서 금속 Ga을 HCl가스와 반응시켜서 GaCl를 생성시킨다. 1000℃로 유지된 기판부근에서 GaCl를 NH3와 반응시켜 GaN를 성장한다. GaCl생성부위와 기판부위에는 적어도 2개소에는 온도 및 가스유량을 정밀하게 제어할 필요가 있다.

○ 한국에서도 중소기업(주 루미지)에서 HVPE에 의한 GaN박막을 생산하고 있다. 또 성장장비도 생산(주 시스 넥스)하고 있는 것으로 알고 있다. 암모노열(ammono-thermal)방법을 사용해서 GaN의 잉곳제조를 한국화학연구소에서 현재 시도하고 있다. 원료는 HVPE에서 얻어진 GaN에 액체 NH3와 융제 NaNH2(KNH2)를 사용한다.
키워드; 1. GaN, 2. HVPE, 3. ammono-thermal, 4. III-V반도체, 5. 융제

저자

Hashimpto, et al.

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

WO20100129718

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~21

분석자

박*학

분석물

• 질화갈륨성장용 반응장치.pdf [231,744 byte]

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