KR100342013B1 - 고품질 질화인듐갈륨/질화갈륨 다중양자우물구조층의제작방법 - Google Patents
고품질 질화인듐갈륨/질화갈륨 다중양자우물구조층의제작방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 다중양자우물 구조층의 제조방법에 관한 것으로, 질화인듐갈륨계 우물층 및 질화갈륨계 장벽층이 교대로 형성되어 있는 다중양자우물 구조층의 제조방법에 있어서, 상기 질화갈륨계 장벽 형성에 앞서서 상기 질화인듐갈륨계 우물층의 표면을 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체로 처리하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 방법에 따르면, 고품질의 계면을 지니고 발광특성이 획기적으로 향상된 다중양자우물 구조를 제조할 수 있으며, 발광 다이오드에 효과적으로 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 질화인듐갈륨(InGaN)계 활성 우물(Well)과 질화갈륨(GaN)계 장벽(Barrier)을 포함하는 다중 양자우물구조의 제조방법에 관한 것이다.
현재, 질화인듐갈륨 양자우물구조는 고휘도 청색 또는 백색 발광 다이오드(blue/white light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD)를 비롯한 여러 다이오드에 핵심 기술로서 이용되고 있다. 질화인듐갈륨 양자 우물을 포함하는 고휘도의 청색 또는 백색 발광 다이오드 제조시에, 고품질의 질화인듐갈륨층을 성장시키는 단계가 특히 중요하다.
일반적으로, 질화인듐갈륨을 성장시키는 경우, 인듐의 조성비율에 의해 발광다이오드의 파장이 정해지는데 인듐의 증기압은 갈륨의 증기압에 비해 상대적으로 높으므로 균일하게 정확한 양을 조절하기가 어렵고, 성장온도가 질화갈륨보다 300℃ 정도 낮기 때문에 성장온도 조절도 용이하지 않은 단점이 있다. 또한, 인듐의 조성비율이 증가함에 따라 질화인듐갈륨 활성층 박막의 결정성이 저하되고, 불순물의 함량이 증가할 뿐 아니라, 질화갈륨과 질화인듐갈륨의 격자 부정합 현상에 의해 발광효율이 저하되는 문제가 있다.
양자우물구조는 발광다이오드나 레이저 다이오드에서, 밝기, 양자효율 및 스펙트럼 순도를 증가시키기 위한 활성층의 역할을 수행한다. 그러나, 다음과 같은 이유로 양자우물구조의 구현은 기술적 문제점을 수반한다.
첫째, 질화인듐갈륨과 질화갈륨의 열적 안정성의 차이로 인해 고품질의 양자 우물 구조를 제작하기가 어렵다. 질화인듐갈륨의 성장온도는 고품질의 질화갈륨을 성장시키기 위한 온도보다 약 300℃ 정도 낮기 때문에 피복층으로 사용되는 질화갈륨이나 질화알루미늄갈륨의 성장 단계에서 고온에 노출되면 열분해를 일으키기 쉽다.
둘째, 질화인듐갈륨의 열적 분해로 인하여 계면의 평활성이 불량해지는 문제가 있다. 우물과 장벽사이의 계면은 소자의 성능에 매우 중요한 영향을 미친다. 거칠거나 울퉁불퉁한 계면은 발광소자에 적용되는 경우 발광효율을 크게 저하시킨다. 이는 우물의 결정성이 크게 감소되었기 때문이다.
이와 같이, 질화인듐갈륨 우물의 결정성을 향상시키거나 매끄럽고 깨끗한 우물과 장벽사이의 계면을 얻기 위하여, 종래에는 우물층과 장벽층 형성 단계 사이에 일정한 시간 동안 원료 가스를 공급하지 않고 성장 중단(growth interruption)을 시킴으로써 다중양자우물의 조성분포와 계면의 특성을 향상시키는 방법이 사용되었다. 그러나, 이와 같은 방법은 주변 분위기로부터 추가적인 불순물이 박막 내로 혼입되는 문제를 야기시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 문제점을 모두 해결하여 결정성이 증가하고, 평활한 계면을 지니고, 불순물의 혼입이 감소된 양자우물구조의 제조방법 및 이와 같이 제조된 양자우물 구조를 포함하는 고휘도 청색 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
도 1은 기체 처리 단계에서 수소의 유량에 따른 질화인듐갈륨 우물/질화갈륨 장벽의 다중양자우물 구조의 상온 발광(photoluminescence) 특성의 변화를 나타내는 그래프이고,
도 2는 실시예에 따라 질화인듐갈륨 우물/질화갈륨 장벽의 다중양자우물 구조 형성시 반응기내로 공급되는 원료 가스의 유입 양상을 나타낸 그림이고,
도 3은 기체 처리 단계에서 수소의 유량에 따른 질화인듐갈륨 우물/질화갈륨 장벽의 다중양자우물 구조를 채용한 발광소자의 발광 특성(photoluminescence)의 변화를 나타내는 그래프이고,
도 4는 수소 처리하지 않은 경우(0 sccm) 및 수소 처리한 경우(50 sccm)의 질화인듐갈륨 우물/질화갈륨 장벽의 다중양자우물 구조층의 XRD 스펙트럼이다.
상기 목적에 따라, 본 발명에서는 질화인듐갈륨계 우물층 및 질화갈륨계 장벽층이 교대로 형성되어 있는 다중양자우물 구조층의 제조방법에 있어서, 상기 질화갈륨계 장벽 형성에 앞서서 상기 질화인듐갈륨계 우물층의 표면을 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 특징은, 질화인듐갈륨계 활성우물과 질화갈륨계 장벽으로 이루어지는 다중양자우물 구조를 활성층으로 갖는 발광다이오드의 제작에 있어서, 고품위의 다중양자우물구조를 성장시키기 위해서 활성우물 성장과 장벽 성장 사이에 일정량의 수소가스를 유입시켜 질화인듐갈륨계 우물과 질화갈륨계 장벽사이의 계면특성을 크게 개선하여 발광특성을 획기적으로 증대시킴으로써 고휘도의 발광다이오드를 개발하는 것이다.
질화물 반도체를 이용한 단일칩 상태의 청색 발광 다이오드의 기본구조는 n-형 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨계 우물(well)과 질화갈륨계 장벽(Barrier)으로 구성된 양자우물 구조, 및 p-형 질화갈륨을 포함한다.
본 발명에서는, n-형 질화갈륨(nGaN) 층에서 공급된 전자와 p-형 질화갈륨(pGaN) 층에서 공급되는 정공(hole)이 활성층인 양자우물 구조내에서 서로 결합하여 양자우물 구조에서 질화인듐갈륨계 우물층의 에너지 간격에 해당하는 빛을 방출한다. 따라서, 질화물 반도체를 이용한 청색 발광 다이오드의 핵심기술을 평가하는 가장 중요하고 대표적인 방법은 발광(photoluminescence) 특성 측정 실험이다. 본 발명에서 활성층은 에너지 간격에 큰 n-형 질화갈륨과 p-형 질화갈륨 사이에 있는 질화인듐갈륨계 우물층으로써 그 에너지 간격이 n-형 질화갈륨과 p-형 질화갈륨에 비해 상대적으로 작고 또한 발광특성을 발하는 것을 말한다.
본 발명에 사용되는 삼원계 화합물 반도체인 질화인듐갈륨은 에너지 간격이 1.9 전자볼트(eV)인 질화인듐(InN)과 3.4 전자볼트(eV)인 질화갈륨(GaN)의 혼합에 의해 이루어지는 직접 천이형 고용체이다. 이는 빛의 스펙트럼에서 652nm 내지 365nm 파장의 적외선에서 자외선에 이르는 스펙트럼 영역에 해당한다. 따라서, 인듐(In)의 조성을 변화시키면 상기 영역내의 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다. 상업적으로 이용되는 고휘도의 청색 및 녹색 발광소자를 제작하기 위해서는 인듐 성분이 많이 함유된 질화인듐갈륨 활성층이 필요하다. 인듐의 조성비를 증가시키기 위해서는 질화인듐갈륨층의 성장온도를 저하시켜야 하는데, 질화인듐갈륨의 성장온도가 낮아지거나 인듐의 조성비가 증가함에 따라 활성층의 결정성이 저하되고, 박막내에 탄소, 산소, 수소를 함유한 불순물들이 많이 발견된다(문헌[Appl., Phys., Lett., vol. 71, p2023, 1997] 참조).
또한, 질화인듐과 질화갈륨은 격자상수의 차이가 약 11%로 크기 때문에 질화갈륨과 질화인듐의 혼합에는 일정 범위의 혼합갭(miscibility gap)이 존재한다. 이러한, 혼합 갭 영역에서 질화인듐갈륨(InGaN) 고용체는 열역학적으로 불안정하여 안정한 두 개의 상으로 자발적으로 스피노달 분해를 하게 된다. 이러한 상분리는인듐의 함량이 적은 모재(matrix) 속에 인듐의 함량이 많은 상이 무질서하게 공간적으로 분포하게 되어 결정성이 저하된다. 따라서, 고품위의 질화인듐갈륨 박막 성장은 매우 어렵다. 따라서, 질화인듐갈륨층을 활성우물로 하는 다중양자우물을 활성층으로 갖는 발광소자의 제작에 있어서, 고품위의 다중양자우물 성장 기술은 매우 중요하다.
종래에는 활성우물과 장벽 성장 사이에 일정시간 동안 성장을 중단시킴으로써 다중양자우물의 조성분포와 계면 특성을 향상시켰다. 그러나, 성장 중단은 주변 분위기로부터 추가적인 불순물의 박막내로의 혼입을 야기시키는 단점이 있다.
본 발명에서는, 이러한 추가적인 불순물의 혼입을 크게 줄이고, 활성우물과 장벽의 표면에 존재하는 탄소, 산소 등과 같은 불순물을 제거하며, 질화인듐갈륨계 박막 성장시 표면에 생성되는 잉여 인듐 금속을 효과적으로 제거하기 위해 질화인듐갈륨계 활성우물과 질화갈륨계 장벽 성장 사이에 일정량의 처리기체를 유입시킨다.
본 발명에 의한 고휘도 발광 다이오드의 제조방법은 다음과 같다. 우선, 박막 형성시에 사용되는 방법은 화학증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 시스템 또는 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy:MBE) 시스템 등이 있다.
갈륨의 전구체로는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium:TMGa) 또는 트리에틸갈륨(Triethylgallium:TEGa), 인듐의 전구체로는 트리메틸인듐(Trimethylindium:TMIn), 질소의 전구체로는 화학증착시스템의 경우는암모니아(NH3)를, 분자선 에피택시의 경우는 질소 플라즈마를 사용하고, n-형 도펀트(Dopant)는 사수소화실리콘(SiH4) 혹은 육수소화이실리콘(Si2H6)을, p-형 도펀트는 (비스사이클로펜타디에닐; biscyclopentadienyl magnesium) 마그네슘(Cp2Mg)을, 운반가스는 수소(H2) 또는 질소를 사용한다.
본 발명에 사용될 수 있는 기판으로는, 사파이어 (0001), 6H-SiC, MgAl2O4, Si(111), GaAs(001) 등이 있으며, 이 중에서 사파이어 (0001)가 바람직하다. 기판의 두께는 330㎛ 내지 500㎛ 이며, 330㎛인 것이 바람직하다.
상기 기판상에 n형 질화갈륨(GaN) 층을 형성하는데, 그 두께는 1㎛ 내지 4㎛인 것이 바람직하다. 또한, 상기 n형 GaN 층 이전에, 20nm 내지 40nm 두께의 GaN 층을 핵생성층으로서 삽입하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 먼저, 갈륨 전구체를 40 내지 200 마이크로몰/분, 5족(질소)/3족(갈륨)의 기상비를 2,000 내지 10,000으로 하여 사파이어 (0001) 기판 상에 약 480 내지 550℃의 온도 범위에서 0.5 내지 3 분 동안 질화갈륨(GaN) 핵생성층을 증착한 후, 기판온도를 800 내지 1,060℃로 승온시키고, 30분에서 2시간 동안 갈륨 전구체 90 내지 120 마이크로몰/분 및 n-형 도펀트로서의 실리콘 전구체 1 내지 50sccm의 사수소화실리콘(예: SiH4가 H2에 10부피% 혼합된 원료 가스)를 사용하고, 5족(질소)/3족(갈륨)의 기상비를 2,000 내지 10,000으로 하여 30분 내지 1.5 시간 동안 n-형 질화갈륨(nGaN)층을 성장시킨다.
상기 질화인듐갈륨/질화갈륨 양자우물 구조는 다음과 같이 제조될 수 있다.
상기 n-형 질화갈륨층 위에 인듐 전구체 1 내지 100 마이크로몰/분, 갈륨 전구체 10 내지 100 마이크로몰/분, 성장속도 0.1 내지 0.5 마이크로미터/시간, 압력 100 내지 300 토르(Torr), 성장온도 600 내지 800℃의 조건하에서 질화인듐갈륨(InGaN) 우물(Well)층을 형성시킨다.
본 발명의 우물층에 사용되는 질화인듐갈륨계 화합물로는 하기 화학식 1의 질화인듐갈륨 뿐 아니라, 여기에 비소가 도핑된 하기 화학식 2의 질화인듐비소갈륨도 포함된다. 질화인듐비소갈륨층은 질화인듐갈륨과 같은 성장조건에서 t-부틸비소(As(C4H9)H), 페닐비소(As(C6H5)H), 트리스-디메틸아미노비소(As[N(CH3)2]3등 과 같은 비소 전구체를 1 내지 100 마이크로몰/분을 첨가하는 방법으로 형성시킬 수 있다.
상기 식에서, p 및 q는 0보다 크고 1 보다 작으며, 단 p와 q의 합은 1 보다 작다.
우물층 형성 후에, 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체를 반응기로 도입하여 질화인듐갈륨계 활성우물의 표면을 처리한다. 상기 처리 기체의 사용량은 5 내지 5000sccm, 처리시간은 1초 내지 20분이다. 이때, 인듐 및갈륨 전구체는 공급하지 않고, 질소 전구체는 계속 공급하여 반응기내를 일정한 압력이 되도록 유지시켜 표면의 원자들이 확산되지 않도록 한다.
이어서, 갈륨 전구체 10 내지 100 마이크로몰/분, 성장속도 0.1 내지 0.5 마이크로미터/시간, 압력 100 내지 300 토르(Torr), 성장온도 600 내지 800℃의 조건하에서 질화갈륨(GaN) 장벽(Barrier)을 형성시킨다.
또한, 본 발명의 질화갈륨계 장벽으로는 질화갈륨 이외에도 여기에 인듐 및/또는 알루미늄이 도핑된 하기 화학식 3의 질화인듐알루미늄갈륨을 들 수 있다. 질화인듐알루미늄갈륨층은 질화갈륨과 같은 성장조건에서 인듐전구체 및/또는 트리메틸알루미늄(trimethylaluminium:TMAl)과 같은 Al 전구체를 10 내지 100 마이크로몰/분을 첨가하는 방법으로 형성시킬 수 있다.
상기 식에서,
x 및 y는 0 이상이고 1 보다 작으며, 단 x와 y의 합은 1 보다 작다.
이어서, 갈륨 전구체 10 내지 100 마이크로몰/분, 성장속도 0.1 내지 0.5 마이크로미터/시간, 압력 100 내지 300 토르(Torr), 성장온도 600 내지 800℃의 조건하에서 질화갈륨(GaN) 장벽(Barrier)을 형성시킨다.
본 발명에서는, 이와 같은 우물/장벽 양자우물구조 형성 단계, 즉, 양자우물구조 형성, 기체 처리 단계, 장벽 형성 단계를 1회 이상 반복하여 원하는 두께의다중양자우물구조를 형성시킬 수 있다.
p형 질화갈륨(GaN) 층은 상기 다중양자우물구조층 상에 형성되며, 그 두께는 0.25㎛ 내지 0.5㎛인 것이 바람직하다. p-형 도펀트로는 비스사이클로펜타디에닐 마그네슘(Cp2Mg)을 사용하고, 운반가스는 수소(H2) 또는 질소를 사용한다. p형 GaN 층은, 기판온도를 800 내지 1,100℃로 하고, 갈륨 전구체 100 내지 200 마이크로몰/분, 마그네슘 전구체 0.5 내지 4 마이크로몰/분, 5족(질소)/3족(갈륨)의 기상비 1,500 내지 10,000의 조건하에 형성될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에서, 삼원계 질화물 반도체 박막 성장을 위해서 금속유기화학기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)을 사용하였고, 성장압력은 200 토르(Torr)로 일정하게 유지하였으며, 기판으로서는 사파이어 (0001)면을 사용하였다. 질화갈륨(GaN)과 질화인듐갈륨(InGaN)성장을 위한 갈륨과 인듐 및 질소의 전구체로서 트리메틸갈륨(Trimethylgallium:TMGa)과 트리메틸인듐(Trimethylindium:TMIn) 그리고 암모니아(NH3)를 사용하였다. 이 때, 트리메틸갈륨(Trimethylgallium:TMGa)과 트리메틸인듐(Trimethylindium:TMIn)을 운반하기 위한 운반가스로는 수소가 사용되었다. n-형 도펀트(dopant)로서는 사수소화실리콘(SiH4)가스를 이용한 실리콘이 사용되었다.
실시예 1
먼저 1030℃이상의 고온에서 10분간 10,000sccm의 수소가스를 성장장비내로 유입하여 기판으로 사용된 사파이어 (0001)면에 잔존하는 유기물을 제거하였다. 이어서, 트리메틸갈륨 152 마이크로몰/분, 암모니아 7,500sccm을 사용하여 기판위에 560℃에서 0.7 분 동안 30 nm 두께의 질화갈륨(GaN) 핵생성층을 성장시켰다.
이 위에, 트리메틸갈륨 105.5 마이크로몰/분, 암모니아 7,500sccm을 사용하여 1 시간 동안 1.5 내지 3㎛ 두께의 n-형 질화갈륨(nGaN) 층을 1020℃에서 성장시켰다. n-형 질화갈륨(nGaN)을 만들기 위한 도펀트로서 수소가스에 10 부피%로 희석된 사수소화실리콘(SiH4)을 20 내지 30sccm으로 흘려주었다. 이는 n-형 질화갈륨(nGaN)의 홀측정(Hall Measurement)농도 3x1018내지 7x1018cm-3에 해당한다.
상기 n-형 질화갈륨(nGaN) 상에, 760℃의 온도에서, 트리메틸갈륨 10.8 마이크로몰/분과 트리메틸인듐 11.08 마이크로몰/분 및 암모니아 7,500sccm을 사용하여 4nm 두께의 질화인듐갈륨(In0.21Ga0.79N) 우물(Well)을 성장시켰다.
이어서, 트리에틸갈륨과 트리메틸인듐의 공급은 차단시키고, 암모니아만 공급하면서, 50 sccm의 수소를 0.5분 동안 공급하여 처리하였다. 이때, 온도는 우물 성장온도로 유지시켰다.
수소처리단계 후에, 트리메틸갈륨 21.5 마이크로몰/분과 암모니아 7,500sccm을 이용하여 7 nm 두께의 질화갈륨(GaN) 장벽(Barrier)을 우물 성장온도와 같은 온도에서 증착시켰으며, 상기의 공정을 반복하여 5층의 다중양자우물 구조를 형성시켰다.
도 1은 이와 같이 제조한 양자우물 구조의 발광특성을 나타낸다. 발광 파장이 430nm 내지 480nm 범위로서 자주색에서 청색 영역을 나타내며, 수소처리가 없는 경우(0 sccm)보다 발광강도가 크게 증가한 것을 알 수 있다.
도 2는 상기 질화인듐갈륨 우물/질화갈륨 장벽의 다중양자우물 구조 형성시 반응기내로 공급되는 원료 가스의 유입 양상을 나타낸 것이다.
실시예 2
수소 처리 단계에서의 유량을 100sccm으로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 양자우물구조를 성장시켰다.
도 1은 상기에서 제조한 양자우물 구조의 발광특성을 나타낸다. 발광 파장이 430nm 내지 480nm 범위로서 자주색에서 청색 영역을 나타내며, 수소처리가 없는 경우(0 sccm)보다 발광강도가 크게 증가하였지만, 실시예 1의 경우(50 sccm) 보다는 낮은 것을 알 수 있다.
실시예 3
수소 처리 단계에서의 유량을 400sccm으로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 양자우물구조를 성장시켰다.
도 1은 상기에서 제조한 양자우물 구조의 발광특성을 나타낸다. 발광 파장이 430nm 내지 480nm 범위로서 자주색에서 청색 영역을 나타내며, 수소처리가 없는 경우(0 sccm)보다 발광강도가 크게 증가하였지만, 실시예 1의 경우(50 sccm) 보다는 낮은 것을 알 수 있다.
비교예 1
수소 처리 단계를 수행하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 양자우물구조를 성장시켰다.
도 1은 상기에서 제조한 양자우물 구조의 발광특성을 나타낸다. 발광 파장이 430nm 내지 480nm 범위로서 자주색에서 청색 영역을 나타내며, 수소 처리한 실시예의 경우보다 발광강도가 크게 낮은 것을 알 수 있다.
실시예 4
수소 처리단계에서 수소의 유량을 200 sccm으로 하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 n형 질화갈륨층/ 5층 다중양자우물구조층을 형성시켰다.
이 위에, 트리메틸갈륨 105.5 마이크로몰/분, 암모니아 7,500sccm을 사용하여 1 시간 동안 0.25㎛ 두께의 마그네슘이 도핑된 p-형 질화갈륨(nGaN) 층을 1020℃에서 성장시켜 발광다이오드를 제조하였다. p-형 질화갈륨(nGaN)을 만들기 위한 도펀트로서 비스사이클로펜타디에닐마그네슘을 사용하고 운반가스로는 수소를 사용하였다.
실시예 5 및 6
수소 처리단계에서 수소의 유량을 각각 400 및 500 sccm으로 하는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 절차를 반복하여 본 발명의 발광다이오드를 제조하였다.
비교예 2
수소 처리단계를 수행하지 않는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 절차를 반복하여 발광다이오드를 제조하였다.
도 3은 실시예 4 내지 6 및 비교예 2에서 제조한 발광 다이오드의 전기발광특성을 나타낸다. 수소 처리를 하지 않은 비교예 2의 경우에는 발광이 관찰되지 않은 반면, 수소 처리를 수행한 실시예 4 내지 6의 경우에는 450㎚ 부근에서 밝은 청색 발광을 관찰할 수 있었다. 최대 발광 파장에서의 발광강도는 400sccm인 경우가 가장 높은 값을 나타내었으며, 200sccm 및 500 sccm인 경우는 다소 감소하였다.
실시예 6
실시예 1과 비교예 1에서 제조한 양자 우물구조의 X선 회절(X-ray Diffraction) 분석을 수행하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.
가장 강하게 나타난 피크는 질화갈륨에 기인한 것이며, 상기 질화갈륨 피크를 중심으로 상대적으로 약하게 나타나는 피크는 질화인듐갈륨에 기인한 것이다. 수소 처리하지 않은 비교예의 경우 3차 피크가 거의 관찰되지 않은 반면, 실시예 1의 경우에는 3차 피크가 확실하게 나타남을 알 수 있다. 도 4의 결과로부터 수소처리에 의하여 질화인듐갈륨층의 결정성이 향상되었음을 알 수 있다.
본 발명에 따라 질화인듐갈륨계 활성우물과 질화갈륨계 장벽 성장 사이에 일정량의 처리기체를 유입시킴으로써 양자우물 구조의 계면특성을 획기적으로 개선할 수 있다. 이와 같은 계면 특성의 개선을 통하여 우수한 광학적, 구조적 특성을 갖는 다중양자우물 구조를 활성층으로 갖는 고휘도의 발광다이오드를 개발할 수 있다.
Claims (5)
- 질화인듐갈륨계 우물층 및 질화갈륨계 장벽층이 교대로 형성되어 있는 다중양자우물 구조층의 제조방법에 있어서, 상기 우물층 형성 후 장벽층 형성에 앞서서, 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체를 상기 우물층의 표면에 접촉시켜 우물층의 표면을 식각처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 질화인듐갈륨계 우물층이 하기 화학식 2의 구성을 지니는 것을 특징으로 하는 방법:화학식 2Ga1-p-qInpAsqN상기 식에서,p 및 q는 0보다 크고 1 보다 작으며, 단 p와 q의 합은 1 보다 작다.
- 제 1 항에 있어서,상기 질화갈륨계 장벽층이 하기 화학식 3의 구성을 지니는 것을 특징으로 하는 방법:화학식 3Ga1-x-yInxAlyN상기 식에서,x 및 y는 0 이상이고 1 보다 작으며, 단 p와 q의 합은 1 보다 작다.
- 제 1 항에 있어서,상기 기체를 5 내지 5000sccm의 유량으로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기체를 1초 내지 20분 동안 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
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