반도체 단결정 성장 방법 보고서

소개글

반도체 단결정 성장 방법 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

단결정 제조의 의의

브리지만법

쵸크랄스키 인상법

부유 대역 용해법

EFG법

기타성장법

참고문헌

출처

본문내용

단결정 제조의 의의1)
고체 재료에 대한 기초적인 특성을 연구하거나 공학적으로 응용하기 위하여 단결정을 성장 시켜야 함 ( 결정 전체의 결정학적 방위가 일치하여야 하고, 입계가 존재하면 안됨 )
격자결함, 전위, 미량의 불순물의 존재는 피할수 없음
브리지만법 2)
이 방법은 polycrystalline material(다결정질 물질_출발물질)을 한 쪽 끝이 원뿔형태인 봉인된 원통형 유리용기(ampoule)에 넣고 용융점 이상으로 가열한 후, 로 안으로부터 하강시키면 끝 부분이 원뿔형태의 뾰족한 부분이 먼저 핵생성이 되어 그것이 결정전체로 성장하여 단결정으로 성장된다.
사진4. 수평식 브리지만법
수평식 성장법은 Mo 도가니에 출발원료를 넣고 용융점 이상으로 가열한 후, (수직형과 같은 원리로) 수평으로 이동하며 서냉시킴으로 뾰족한 부분이 먼저 핵생성이 되어 그것이 결정전체로 성장하여 단결정으로 성장된다.
쵸크랄스키 인상법 4)
Czochrals Method 은 용융체로부터 결정을 성장시키는 방법으로 1918 년 쵸코라스키에 의해 개발되어진 방법으로 Crystal Pulling (결정 인상법)이라고도 부르며 현재 각국에서 정밀산업이나 유전체 연구등을 위한 고순도의 결정을 만들때 주로사용되고 있음
부유대역법(FZ법)5)
한 순간에 원료물질 중 한 부분 또는 일부 영역만 가열 용융시켜 결정을 성장시키는 방법으로 정제된 단결정을 얻을 수 있는 방법이다.  원료물질은 분말 형태나 막대형태이다.  원료물질인 막대를 물림 장치로 고정시켜 장비 내부에 수직으로 설치하게 된다.
EFG(Edge-defined Film-fed Growth )법 6)
EFG법은 결정의 형상을 부여하는 die(shaper)를 도가니 내에 설치해서 융액의 모세관 현상을 유도하고, die top 부분의 모서리에 의해서 형상이 부여된 결정을 성장시키는 방법
기타성장법 7)
베르누이법 : 지난 100년 동안 고융점의 세라믹 결정을 육성시키는 방법으로 꾸준히 발전을 해 왔으며, 가장 저렴하게 결정을 육성시키는 방법으로 알려져 왔다. 그러나, 이 방법은 육성과정에서 결정이 높은 열충격을 받아 균열이 생기기 쉽기 때문에 대부분의 세라믹 결정의 경우 그 직경이 40mm 이하로 제한되고 있는 실정
4. VGF 법 : 수평방향으로 배열되며 독립적으로 조절되는 여러 쌍의 발열체를 이용하여 수직 방향의 온도구배를 임의로 조절하면서 결정을 육성시키는 방법. 이 방법에서는 다른 방법들과는 달리 결정의 회전이나 인상과 같은 기계적 이동을 하지 않고 정지된 상태에서 결정 육성이 이루어지기 때문에 양질의 결정을 얻을 수 있다는 장점이 있으며, 현재는 GaAS와 같은 화합물 반도체 결정의 육성에 이용됨
5. HEM(Heat Exchange Method) 법 : VGF 법과 거의 유사하나, 다만 노의 내부구조에 따라 자연적으로 형성되는 수직 방향의 온도구배를 이용한다는 점만 다를 뿐이다. HEM법을 포함한 VGF법의 가장 큰 단점은 육성된 결정의 직경(또는 폭)대 길이의 비가 1:1 이하로 제한되며, 단면적이 큰 대형 결정을 육성시키는 경우 육성시간이 지나치게 길어 생산성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있다

키워드

반도체,   단결정,   단결정 성장,   브리지만,   FZ법,   CZ법