초록 ▼

질화물 반도체 기술은 자외선/자색/청색/녹색/백색 광소자 및 고온 고출력 전자소자를 구현하여 디스플레이 기기, 광기록 기기, 조명 기기, 센서 및 통신 기기 산업 등에서 기존 기술의 한계를 극복하여 새롭게 고부가가치를 창출할 수 있는 핵심 기술이다. 이러한 차세대 질화물 반도체 소자 개발을 위해서는 저결함 결정 성장, 저자항 P형 금속 접촉, 고효율 활성층 성장 기술의 확보가 필수적이다.
Pendeo-Epitaxy 방법을 이용하여 LD 소자 형성 영역의 전위 밀도를 1x$10^5$/$cm^2$

질화물 반도체 기술은 자외선/자색/청색/녹색/백색 광소자 및 고온 고출력 전자소자를 구현하여 디스플레이 기기, 광기록 기기, 조명 기기, 센서 및 통신 기기 산업 등에서 기존 기술의 한계를 극복하여 새롭게 고부가가치를 창출할 수 있는 핵심 기술이다. 이러한 차세대 질화물 반도체 소자 개발을 위해서는 저결함 결정 성장, 저자항 P형 금속 접촉, 고효율 활성층 성장 기술의 확보가 필수적이다.
Pendeo-Epitaxy 방법을 이용하여 LD 소자 형성 영역의 전위 밀도를 1x$10^5$/$cm^2$ 이하인 저결함 GaN 결정을 성장하였으며, HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 법으로 결함 밀도 8-9 x $10^5$/$cm^2$ 수준의 고품질 GaN 단결정을 크랙없이 300 um 이상 성장하는 등 세계 최고 수준의 저결함 GaN 성장 기술을 확보하였다. 기존의 고온 열처리 없이 400 $\circ$C의 낮은 온도에서 자외선을 조사하여 p-GaN을 hole 농도를 1x$10^{18}$/$cm^3$ 이상으로 활성화하는 독자적인 기술을 개발하였으며, HF를 이용한 표면처리와 Ni 또는 Pd 금속의 산화 분위기 열처리를 통해 접촉 비저항 1x$10^{-6}$ $\ohm$ $cm^2$의 p형 음성 금속 접촉을 구현하였다. InGaN 성장 및 밴드갭 조절 기술을 개발하여 505 nm 파장에서 5.5 mW 이상의 고출력 청녹색 LED를 구현하였다.
이와 같은 질화물 반도체 기술의 핵심 기반 기술을 개발하여 접목함으로써 질화물 반도체 연구팀은 45 mW 고출력 자색 LD의 10,000 시간 이상 연속 발진에 성공하고 근자외 LED를 광원으로 하는 37 lm/W 급 고효율 백색 LED를 구현하는 등 세계 최고 수준의 연구 개발 능력을 확보하게 되었다.

Abstract ▼

The wide band gap of nitride semiconductor allows the production of optical devices that can find applications at wavelengths ranging from red into ultraviolet. The commercial realization of GaN-based blue and green light emitting diodes made possible high brightness outdoor full color displays. In

The wide band gap of nitride semiconductor allows the production of optical devices that can find applications at wavelengths ranging from red into ultraviolet. The commercial realization of GaN-based blue and green light emitting diodes made possible high brightness outdoor full color displays. In the near future, the GaN-based short wavelength laser diode will be used for high density optical storage. In addition to optical devices, the excellent physical and electronic properties of nitride semiconductors make them attractive as electronic devices that can operate at higher temperatures and power levels than currently available Si and GaAs based devices.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY ...7
• CONTENTS ...8
• 목차...9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...13
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...16
• 제 1 절 연구추진전략 및 방법...17
• 제 2 절 저결함 결정 성장...23
• 1. Epitaxial Lateral Overgrowth 기술...23
• 2. Pendeo Epitaxy...29
• 3. HVPE에 의한 GaN 단결정 성장...33
• 제 3 절 저저항 P-GaN 금속 접촉...44
• 1. 저저항 p-GaN 활성화...44
• 2. p-GaN에 대한 ohmic contact 형성공정...49
• 제 4 절 고효율 활성층 성장...52
• 1. InGaN 에피 성장 및 분석...52
• 2. InGaN Multiple Quantum Well(MQW) 성장 및 분석...55
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...62
• 제 1 절 계획대비 달성도...62
• 제 2 절 대표적인 성공사례...62
• 제 3 절 기타 계획하지 않은 연구성과...63
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...65
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...66
• 1. 미국의 Solid State Lighting R&D...66
• 2. 일본의 21세기 및 프로젝트...66
• 제 7 장 참고문헌...68