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논문 기본 정보

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학술저널
저자정보
이재철 (한국생산기술연구원)
저널정보
아태인문사회융합기술교류학회 아시아태평양융합연구교류논문지 아시아태평양융합연구교류논문지 제9권 제6호
발행연도
2023.6
수록면
51 - 60 (10page)
DOI
http://dx.doi.org/10.47116/apjcri.2023.06.05

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질화물 반도체 발광소자는 자외선, 청색, 및 녹색 영역을 포괄하는 발광 영역을 가진다. 그리고 이러한 GaN계 반도체 발광소자는 격자 정합이 되는 기판이 존재하지 않고, 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이가 커서 양질의 질화물 반도체 박막 성장이 어렵기 때문에, 일반적으로 GaN 반도체 박막을 성장시키기 위해 사파이어 기판을 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 GaN계 반도체층을 성장시킬 때 GaN층 이면에 다른 물질을 증착하여 기판의 변형을 제어하는 방법을 고안하였다. 유한요소법을 이용하여 기판 두께와 열팽창계수에 따른 기판의 변형을 계산하였다. 이러한 해석 결과를 바탕으로 공정온도와 재료 변수 및 변위 간의 관계를 도출하였다. 도출된 관계식을 이용하여 사파이어 기판의 변위를 허용 범위 안에 위치시키도록 하기 위한 제어 층의 공정온도와 두께에 따른 열팽창계수의 범위를 정의하였다. 유도된 관계식의 결과를 유한요소해석으로 얻은 결과와 비교하였다. 최대 변위와 비교하여 오차 결과는 8.72%였다. 이를 통해, 6인치 기판을 적용한 반도체 발광 소자의 성형에서 복잡한 해석과 제안된 관계식으로 변위 제어 층의 물성과 두께를 정의할 수 있게 된다.
#반도체 발광소자 #열팽창계수 #변형제어 #질화갈륨 #사파이어 기판 #Semiconductor Light Emitting Device #Coefficient of Thermal Expansion #Deformation Control #Gallium Nitride #Sapphire Substrate

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