금속유기화학증착법(MOCVD)

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목차

1. MOCVD 기술
2. MOCVD 기술의 특징
3. MOCVD 장치
4. MOCVD의 응용분야

본문내용

1. MOCVD 기술
√ MOCVD법은 유기금속화합물과 수소화합물의 가스 열분해 반응에 의하여 반도체 박막을 기판위에 성장시키는 에피탁시 방법으로 1968년 GaAs 박막 성장을 시작으로 발전되어 많은 반도체의 성장에 응용되고 있다. 특히 1982년 MOCVD를 이용하여 제조한 수십나노크기의 저차원 물질에서 일반 벌크구조와는 다른 독특한 특성이 발견된 이래, MOCVD법은 3차원 에피탁시 공정 이외에도 다양한 저차원 나노구조체의 합성에도 응용되고 있다.

<그림1>은 MOCVD의 성장원리를 나타낸 것인데, 먼저 A를 통하여 반응관 안으로 반응가스가 유입되고, B과정은 벌크 가스층에서 기판 표면으로의 반응물질이 운송되어 C과정에서 반응가스가 기판표면에 도달하게 되고, D과정은 기판에 흡착되는 과정으로 기판 표면에 화학반응이 일어난 후, 생성물이 표면 위를 확산 이동하는 과정으로 박막 성장의 핵이 형성된다. 이런 과정이 끝나면 E에서 기판 표면으로부터 벌크가스층으로 여분의 반응 생성물들이 이탈하고 그것은 F에서 벌크 가스층으로 확산 과정을 거쳐 G과정에서 반응관 밖으로 생성물들이 빠져나가는 경로를 거치며 성장하는 과정을 되풀이한다.

√ 박막성장 속도는 가스의 농도 및 유량의 증가에 따라 의존하며, <그림1>의 점선으로 표시된 가스의 반응이 일어나는 경계 영역 내의 반응에 의해 성장속도가 조정되어 박막 두께가 결정된다.

√ MOCVD를 이용한 GaN의 에피성장은 sapphire기판과의 격자부정합을 해결하기 위해서 sapphire기판 위에 GaN 완충층(buffer layer)을 성장하고 다시 그 위에 GaN 에피층을 성장시키는 2단 성장법이 사용된다.
2단 성장법은 에피층 성장온도 이상(1100℃)에서 열 에칭(Themal etching)을 한 후 550℃ 근처에서 GaN 완충층을 성장하고 1050℃ 이상에서 GaN 에피층을 성장시키는 방법이다.

참고 자료

없음