에피택셜 성장

Si 기판 위에 GaN을 성장시킬 때의 주된 과제는?

  1. A기판이 매우 비싸다
  2. B격자상수와 열팽창계수의 차이가 커서 전위, 크랙, 웨이퍼 휨이 생기기 쉽다
  3. CGaN이 전혀 성장하지 않는다
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정답: B. 격자상수와 열팽창계수의 차이가 커서 전위, 크랙, 웨이퍼 휨이 생기기 쉽다

GaN과 실리콘은 격자상수 차이가 약 17%로 크기 때문에 전위가 많이 발생하고, 열팽창계수도 GaN이 더 크므로 1000 ℃ 이상에서 성장시킨 뒤 식히면 막에 인장 응력이 걸려 크랙이나 수십 µm의 웨이퍼 휨이 생기기 쉽습니다. 게다가 Ga와 Si가 고온에서 반응하는 문제도 있습니다. AlN 핵 형성층과 AlGaN 등의 다층 버퍼층으로 응력을 상쇄함으로써 200 mm Si 기판 위의 GaN 성장이 실용화되었습니다.

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