아모노서멀법에 의한 GaN 결정기판 제조

전문가 제언

○ GaN 반도체의 문제점은 벌크 단결정 기판이 양산되지 못하고 있는 것이다. 현재는 사파이어 등의 이종 기판 상에 이종 에피택셜 성장을 이용한 GaN 기판과 디바이스 제조를 하기 때문에 격자의 부정합에 기인하는 전위나 열팽창계수 차이 등의 문제를 피할 수 없다. 또한 디바이스 특성은 GaN 반도체 고유의 우수한 물성을 반영하지 못하고 있다.

○ GaN 결정 성장 기술부문은 크게 GaN 결정을 성장시키는 기술, 이를 달성하기 위한 기기장치에 과한 기술, GaN 결정 성장에 사용되는 기판형성 기술로 구분된다. 최근에는 이 모든 기술을 활용하여 고품질의 GaN 단결정을 얻는 방향으로 기술이 발전하고 있다.

○ 세계적으로 GaN 벌크 결정 제조기술 개발에 대한 경쟁이 전개되고 있다. 제조방법으로 고압융액성장법, 고온고압합성법, 할로겐화물 기상성장(HVPE)법, Ammonothermal법 등이 시험되고 있으며 아직 상업화에 적합한 합성법은 확립하지 못하고 있는 상황이다.

○ 문헌은 산성 광화제인 NH4X(X=Cl, Br, I)를 이용한 Ammonothermal법에 의한 GaN 개발에 대해 설명하고 있다. 이 방법에 의해 온도 550℃, 압력 120~150 MPa 정도의 조건에서 GaN 결정이 생성하는 것을 확인하였다. 또한 HVPE법으로 GaN기판의 N면상에 GaN 단결정 막을 적층하는데 성공하였다. 실용화에 대한 문제점인 높은 불순물농도, 낮은 결정속도의 과제에 대해 설명한다.

○ 한국에서도 중소기업(루미지)에서 HVPE에 의한 GaN박막을 생산하고 있다. 또 관련 장비도 생산하고 있는 것으로 알려져 있다. Aammonothermal방법을 사용해서 GaN의 벌크 제조에 대한 연구를 한국화학연구에서 현재 시도하고 있다. Aammonothermal방법을 이용한 GaN 단결정 성장기술은 이론적 확립을 통하여 연구단계에 있다. 실용화와 양산에는 해결해야할 과제가 있으나 많은 관심을 가져야할 성장기술이라고 생각한다.

저자

Yuji Kagamidani

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

24(4)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

155~159

분석자

김*환

분석물

• 아모노서멀법에 의한 GaN 결정기판 제조.pdf [242,751 byte]

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