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- 준대기압 플라즈마 소스를 통합한 독창적인 금속 유기 화학 기상 증착 시스템 개발
- 고밀도 반응성 질소종을 공급하여 고품질 라이트닝 바카라인듐 성장 실현
- 적색~근적외선 영역의 고효율 광소자 및 차세대 고주파 소자로의 응용 기대
플라즈마 소스와 인듐 소스 가스 공급 라인을 일체화한 소스 가스 주입 모듈의 개략도
라이트닝 바카라인듐(InN)은 14,000cm의 라이트닝 바카라물 반도체 중 전자 이동도가 가장 높습니다2/Vs(이론적 값)이며 근적외선(18μm)에 해당하는 밴드갭 에너지(07eV)를 갖습니다 따라서 post-5G를 위한 차세대 고주파 소자 및 파장의 온도 의존성이 낮은 레이저와 같은 근적외선 광학 소자의 기반 소재로서 유망성을 갖습니다
인듐 갈륨 라이트닝 바카라물(InGaN) 반도체의 방출 파장은 In 함량을 증가시킴으로써 자외선에서 근적외선으로 증가될 수 있습니다 이에 지상 태양광의 파장 범위를 커버하는 고효율 태양전지, 적색광을 방출하는 마이크로발광다이오드(마이크로LED) 등 애플리케이션도 주목받고 있다 그러나 구현에는 In 함량이 각각 30~100%(100%는 InN) 및 30~40%인 InGaN이 필요할 것으로 생각됩니다
금속 유기 화학 기상 증착(이하 "MOCVD") 방법을 사용하여 InN 및 In 함량이 높은 InGaN을 성장시키는 경우 성장 온도를 제어하는 것이 매우 중요합니다 In 원자는 800°C 이상의 온도에서 성장 표면에서 쉽게 이탈되고 결정에 거의 포함되지 않으므로 650°C 이하의 낮은 온도에서 성장이 이루어져야 합니다 그러나 기존의 MOCVD 방식은 암모니아 가스의 열분해를 이용하기 때문에 암모니아 가스를 효율적으로 분해하기 위해서는 900℃ 이상의 고온이 필요하다 InN 및 In 함량이 높은 InGaN의 성장에 필요한 약 650°C의 낮은 온도에서는 성장 표면에 충분한 양의 반응성 질소종을 공급할 수 없으므로 고성능 장치에서 요구되는 높은 전자 이동도와 높은 방출 효율을 갖춘 박막 결정을 만드는 것이 어렵습니다
AIST의 연구원들은 라이트닝 바카라물 반도체, 특히 라이트닝 바카라인듐(InN) 및 In 함량이 높은 인듐갈륨라이트닝 바카라물(InGaN)용 박막 결정을 위한 새로운 기상 증착 기술을 개발했습니다
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