GaN 단결정 기판의 제조기술

전문가 제언

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

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

○ GaN 단결정 성장과 관련된 기술은 여러 방법이 알려져 있으나, 크게 기상에서 단결정을 성장시키는 기술과 용액에서 성장시키는 기술로 구별할 수 있다. 기상법으로는 MOVVD, HVPE, MBE 및 승화법이 있다. 용액에서 단결정을 성장시키는 기술은 알칼리 융제를 사용하는 방법 이외에 다양한 조건에서 용융화한 후에 재결정시키는 방법이 있다. 그러나 아직 상업화에 적합한 합성법은 확립하지 못하고 있다.

○ 이 문헌은 GaN 기판의 특징과 요구되는 특성 및 몇 가지 대표적인 결정성장 방법에 대하여 설명하고 있다. GaN 단결정은 화합물 반도체로 결정격자 정수가 작고 밴드-갭이 큰 와이드 갭 반도체이다. LED, LD 이외의 용도로 고주파디바이스, 파워 디바이스에 연구개발이 진행되고 있으며, 웨이퍼 상태로 유통은 드물며 출하상태는 칩, LED 램프, 램프 모듈 등이 주류가 되고 있다.

○ 한국에서도 많은 기업이 관심을 가지고 있으며, 중소기업(루미지)에서 HVPE에 의한 GaN박막을 생산하고 있다. 아모노서멀법을 이용하여 GaN의 벌크 제조에 대한 연구 시도되고 있다. GaN 단결정의 실용화와 양산에는 해결해야할 과제가 있으며, 많은 관심을 가져야할 성장기술이라고 생각한다.

저자

Yuichi Oshima

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

46(8)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

632~636

분석자

김*환

분석물

• GaN 단결정 기판의 제조기술.pdf [237,843 byte]

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