[반도체] Investigation of GaN (질화 갈륨의 특성 조사)

소개

반도체 물질 중 GaN(Gallium Nitride, 질화갈륨)에 대해서 조사한 내용입니다.

목차

1. Properties of GaN
2. Application Areas of GaN
3. Operational Principle
4. Recent Research

본문내용

0. 서론
인간은 빛의 파장이 400~700nm(나노미터 : 10억분의 1미터)사이의 가시광선 범위에 있을 때 빛의 색을 볼 수 있다. 적색 같은 경우는 700nm대, 녹색은 565nm대의 비교적 긴 파장일 때 보여지게 되나 청색 같은 경우는 400~450nm대의 짧은 파장일 때 보이게 된다.
LED는 적색-녹색-청색 순으로 개발 되었는데 이는 파장이 짧을수록 빛을 만들어 내는 화합물 반도체의 개발이 어렵기 때문이다. 청색을 만들어 내기 위해 세계의 주요 연구기관에서 셀렌(Se)이나 실리콘탄화물(SiC)을 이용해 500nm 이상의 장파장 녹-청색 소자의 개발은 성공하였으나 450nm 이하 고휘도 청색 LED 개발에는 성공하지 못했다. 결국 수많은 연구 기관에서 도전한 끝에 1990년 일본의 니치아화학공업의 나카무라 연구팀에서 질화갈륨(GaN)을 이용한 450nm 이하의 짧은 파장을 가진 고휘도 청색 LED 개발에 성공하게 되었다.
GaN(Gallium Nitride)는 인 Ⅲ-Ⅴ 직접형 반도체이다. 1994년 4월에 기존의 GaAs로 만든 LED로는 만들 수 없었던 청색을 만들어 내면서 주목을 받게 되었다. 빛을 발생시키는 방사성재결합은 더 넓은 대역간극을 갖는 AlGaN층에 의해 싸여진 인 InGaN 박막에서 일어난다. 특히 GaN 청색 LED는 적합한 전력수준에서 동작하는 총천연색 LED에 기초를 둔 옥외 비디오 화면을 가능하게 해줌으로써 현재 각광받고 있는 LED 소자로 떠오르고 있다.
청색 LED가 개발된 이후로는 모든 색깔의 빛을 만들어 낼 수 있는 RGB 방식을 통해 완벽한 컬러 전광판을 볼 수 있게 되었다. 뿐만 아니라 짧고 안정적인 파장을 요구하는 광 메모리 장치나 가전 제품 등 여러 LED 응용 사업분야에서 청색 LED의 수요는 폭발적으로 증가하고 있다.[1~2]

참고자료

· [1] http://kdaq.empas.com/kpart/kpart_view.html?sn=36
· [2] Robert F.Pierret, 박창엽 외 6인 공역, 반도체소자공학, 교보문고, p.358(1997)
· [3] Shur, M.S., Gaska, R., Khan, A., Simin, G., "Wide band gap electronic devices", in Proceedings of the Fourth IEEE International Caracas Conference on Devices, Circuits and Systems, Aruba, April 17-19, 2002, pp.D051-1-D051-8(2002)
· [4] http://www.marubeni-sunnyvale.com/gallium-nitride-wafers.html
· [5] Kobayashi, T., Nakamura, F., Naganuma, K., Tojyo, T., Nakajima, H., Asatsuma, T., Kawai, H., Ikeda, M., "Room-temperature continuous-wave operation of GaInN/GaN multiquantum well laser diode", Electronics letters, v.34 no.15, 1998, pp.1494-1495(1998)
· [6] http://altair.chonnam.ac.kr/~pe_tfr/plan/study_03.html