KR950032727A - 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법과 그 제조장치 - Google Patents

갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법과 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법과 그 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갈륨 나이트라이드(Gallium Nitride, GaN)를 사파이어 단결정 표면에 헤테로에피탁시(heteroepitaxy)하게 단결정 박막으로 피복성장시키는 과정에 있어서, 별도에 알루미늄 금속원 공급 없이 사파이어의 결합자리에 질소원자를 치환시켜 알루미늄 나이트라이드(Aluminum Nitride, AiN)를 완충막으로 도입하고 그 위에 HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy)방법을 이용하여 결정결함이 적은 부르자이트형(wurtzite type)구조의 갈륨 나이트라이드 단결정 박막을 피복성장시키는 방법과 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조장치에 관한 것이다.

Description

갈륨 나이트라이트 단결정 박막의 제조방법과 그 제조장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy)방법에 의한 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조장치이다.

Claims (13)

  1. 갈륨 나이트라이드 단결정 박막을 제조하는데 있어서, 사파이어 기판에 암모니아 가스를 흘려주어 알루미늄 나이트라이드 박막층을 입히고 그 위에 HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy)방법을 이용하여 헤테로에피탁시하게 갈륨 나이트라이드 단결정 박막을 피복 성장시키는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사파이어 기판은 산에칭 또는 수소에칭한 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산에칭은 진한 황산과 진한 인산을 3:1의 비율로 혼합한 300~320℃의 진한 산용액에서 실시한 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드 박막은 4~7cm의 슬롯확장관과 기판의 거리, 1.0~1.3ℓ/분의 암모니아가스 유속, 2×10-3~10×10-3ℓ/분의 염화수소가스 유속, 890~920℃의 갈륨금속 온도, 980~1075℃의 갈륨 나이트라이드 증착온도 조건에서 20~30분간 성장시키는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드 박막의 성장속도는 0.1~0.5㎛/분인 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드 박막은 부르자이트형 구조를 갖고 청색영역에서 광발광성이 관찰되는 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드 단결정 박막의 제조방법.
  7. 반응기(1)와 반응기의 온도조절을 위한 세영역로(2) 및 반응기 내부로 기체를 공급하는 기체공급수단(3)으로 구성된 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반응기(1)는 운반기체 주입구(4) 염화수소가스 공급관(5), 암모니아가스 공급관(6), 갈륨 보우트(7) 및 반응기 보호관(8)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 염화수소가스 공급관(5)을 통하여 유입된 염화수소 기체는 갈륨 보우트(7)에 흘러들어가 갈륨 클로라이드(GaCl)가스가 형성되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 반응기 보호관(8) 내부는 슬롯 확장관(9), 기판(10) 및 지지판(11)으로 구성된 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 암모니아가스 공급관(6)을 통하여 유입된 암모니아 기체는 슬롯 확장관(9)에 공급되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 세영역로(2)는 반응가스 도입 부분, 갈륨 금속 보우트 부분 및 갈륨 나이트라이드 증착 부분의 세영역으로 나누어지고 각 영역에는 칸탈선이 감겨있고, 특히 갈륨 나이트라이드 증착 부분은 칸탈선이 1회 더 감겨있는 것을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 기체공급수단(3)은 유속 조절장치(13), 수소가스 봄베(14), 헬륨가스 봄베(15), 암모니아가스 봄베(16) 및 염화수소가스 봄베(17)로 구성된 것임을 특징으로 하는 갈륨 나이트라이드의 제조장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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