| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 ) |
| 권호 | 22권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | HVPE를 이용한 Al2O3 기판 위 α-Ga2O3 에피 성장 |
| 초록 | Ga2O3는 매우 넓은 밴드갭을 가지고 있으며, 투명한 반도체 물질로서 deep UV photodetectors, gas sensors, field-effect transistors 등 다양한 device application으로 잠재력이 높은 물질이다. Ga2O3는 다섯 가지의 상이 존재한다:α-,β-,γ-,ε-,δ-.[1] 현재 Ga2O3 기판 기술은 전력반도체 기술의 기반 기술로 현재까지는 β-Ga2O3 단결정 기판을 이용한 소자 개발이 진행되고 있다. 하지만 가격이 매우 비싸고, 특유의 Cleavage한 특성[2] 때문에 반도체 공정을 진행할 때 파손의 위험이 높으며 특히 후 공정을 안정적으로 진행하기 어려운 단점을 가지고 있다. 이에 따라 증착률이 높고, bulk한 후막을 성장할 수 있는 HVPE를 이용한 기상 성장법을 통해 액상 성장이 불가능한 α-Ga2O3를 제작하였다. α-Ga2O3의 경우 epi layer로서 매우 우수한 결정학적 특성을 가지고 있으며, 표면의 형상이 매끄럽다.[3] 게다가 뛰어난 transparent를 가지고 있어 같은 결정구조를 갖는 α-Al2O3 기판 위에 성장하였을 때 우수한 특성이 기대되는 물질이다.[4] α-Ga2O3를 제작하기 위한 방법으로 우선적으로 heteroepitaxy에 따른 결정구조의 차이와 열팽창계수에 의한 dislocation을 줄이기 위해 buffer layer를 제작하였으며, HVPE를 이용한 기상 증착법을 통해 α-Ga2O3 후막을 성장하였다. 분석결과 450~500℃ 에서 α-Ga2O3 성장을 확인하였으며, β-Ga2O3의 성장 억제 최적 온도는 490℃임을 확인하였다. 성장된 α-Ga2O3 박막은 (0006) XRD 반치폭 64 arcsec로 매우 우수한 결정질을 나타냄을 확인하였으며, α-Ga2O3 박막의 표면 morphology 역시 우수함을 확인하였다. Reference [1] R. Roy, V. G. Hill, and E. F. Osborn, J. Am. Chem. Soc. 74, 719 (1952) [2]V.I.Nikolaev1,2,3, A.I. Pechnikov3, V.N. Maslov1,2, A.A. Golovatenko1,2,3 Materials Physics and Mechanics 22, 59-63, (2015) [3] T. Kawaharamura, G. T. Dang, and M. Furuta, Jpn. J. Appl. Phys. 51, 040207 (2012). [4] S. Fujita and K. Kaneko, J. Cryst. Growth 401, 588 (2014). |
| 저자 | 이대장1, 이현엽2, 정형석2, 노호균1, 문영부2, 하준석1 |
| 소속 | 1전남대, 2(주)유제이엘 |
| 키워드 | Ga<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>; Power Device; Substrate; Growth; Single Crystal |
