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온도구배에 의한 CVD 장치 성능개선

전문가 제언: ○ CVD(chemical vapor deposition)방법이나 VPE(vapor phase Epitaxy) 방법은 기체상태 원료를 결정성장로에 도입해서 기판에 나노튜브, 나노와이어를 박막으로 적층시키는 성장방법이다. CVD와 VPE의 호칭에는 실제적인 차이는 별로 없다. 같은 성장 장치라도 성장시키는 저자의 호칭에 따르게 되는 경향이 있다.

○ CVD 장치는 우리에게도 익숙한 박막제조 장치로 알려졌다. 최근 10년간의 전자산업 활성화에 힘입어 중소기업에서 박막제조의 열풍이 고조되고 있다. 단결정 소재 제조에는 장비가 차지하는 비중이 크지만 박막소재 연구와 개발에는 장비를 저비용으로 갖출 수 있다는 이점이 있다. 현재 우리나라의 LED 제조기술은 선진국의 수준을 유지하고 있다.

○ VPE 성장에서는 캐리어 가스인 수소를 원료 가스와 혼합해서 반응 조에 도입한다. 반응 조 내의 가스 흐름은 기판 표면에서 완전히 정지된 상태에서 주류의 흐름을 향해서 서서히 유속이 증가한다. 유속이 변화하는 영역을 “경계층”이라고 한다. 기판 근처에서 원료 분자가 소비되기 때문에 기판 표면과의 농도차가 증착의 구동력으로 작용한다.

○ CVD 온도 구배는 반응 조 내부의 기판 계면과 실 공간에서 일어난다. 수열 성장이나 융액 성장에서는 온도 구배를 반드시 수직으로 설정한다. 용해와 응고의 반복이 결정성장을 촉진하기 때문이다. 본 특허에서는 온도 구배 방법을 수직으로 설정한 내용을 소개하고 있는데, 성장효율에는 의문점이 많을 것으로 보인다.

저자: TEO, Kenneth B.K. et al.
자료유형: 특허정보