GaN on Si 기술 구현을 위한 실리콘 기판 상의 텅스텐카바이드 버퍼 성막과 GaN 성장

Abstract

GaN는 고온 동작 소자, 고출력 소자, 단파장 광소자 등의 응용에 많은 잠재력을 가지고 있어 활용성이 매우 높고, 유망한 재료이다. 최근 생산효율 증가 및 저 가격화, 대구경화 추세와 더불어 Si 기판을 활용한 GaN 성장기술 개발에 대한 관심이 높아지고 있으나 Ga에 의한 Si의 melt-back etching 현상으로 인해 원하는 결과를 얻지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 텅스텐카바이드 버퍼를 제안하며, Si 기판상에 성막된 텅스테카바이드에 GS-MBE를 이용하여 단결정 GaN의 성장이 가능함을 확인하였다.

제1장에서는 GaN에 대한 기본적인 내용과 GaN on Si 기술과 해결과제를 설명하고 텅스텐카바이드 버퍼에 대해서 설명하였다.

제2장에서는 텅스텐카바이드와 GaN 성장을 위해 스퍼터링시스템, 가스소스 분자선에피택시 방법을 이용한 박막 성장 방법에 대해 서술하고, 성장된 박막의 특성 분석 기술에 대해 설명하였다.

제3장에서는 Si 기판상에 텅스텐카바이드 버퍼를 제작하기 위한 성막 결과와 성막된 텅스텐카바이드 버퍼의 기본적인 물성에 관하여 설명하였다.

제4장에서는 성막된 텅스텐카바이드 버퍼 상의 GaN 성장을 위한 기초 연구로, 복잡한 성장역학을 가진 GS-MBE에서 성장조건에 따른 GaN 성장 결과에 대해 설명하고 GaN 성장역학에 관하여 고찰하였다.

제5장에서는 Si 기판상에 성막된 텅스텐카바이드에 GaN 성장을 위하여 저온버퍼 및 결함저감기술 사용에 대하여 설명하고 GaN 성장 가능함을 확인하고, 성장된 박막의 물성에 대해 설명하였다.

제6장에서는 본 연구에서 얻은 결과를 정리하여 요약 및 결론에 대하여 기술하여, WC/Si 상에 단결정 GaN 성장이 가능하며, 결정성 향상이 가능함을 확인하였다.