| 중국과학원 반도체연구소, InAsSb 나노와이어 개발 | ||
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 최근, 중국과학원 반도체연구소 반도체재료과학중점실험실 연구원 양타오(楊濤) 연구팀이 InAsSb 나노와이어의 제조 및 메커니즘 연구에서 일련의 성과를 올렸다. 박사과정 연구생 두원나(杜文娜) 등은 최초로 Si 기질에서 고품질의 수직 InAsSb 나노와이어를 제조하였으며 Sb성분이 나노와이어의 성장에 미치는 영향을 상세하게 연구하였다. 연구팀은 또 InAs 나노와이어의 성장과정에 소량의 Sb를 도입하면 InAs 나노와이어의 균질성과 결정체 품질(그림1)을 크게 개선시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 고성능 나노와이어 소자를 제조하는데 중요한 의미가 있다. 관련 연구성과는 “J. Cryst. Growth” 396(2014) 33–37에 발표되었다. 연구팀은 또 InAsSb 나노와이어의 성장 메커니즘이 성장 파라미터의 변화와 더불어 변화하며 낮은 Ⅴ/Ⅲ비와 높은 Sb 유량비 조건에서, 나노와이어가 VLS(기체-액체-고체) 메커니즘을 통해 성장하고 높은 Ⅴ/Ⅲ비와 낮은 Sb 유량비 조건에서는 VS(기체-고체) 메커니즘을 통해 성장한다는 것을 발견하였다. 해당 결과는 성장 파라미터를 이용하여 InAsSb 나노와이어의 성장 메커니즘을 조절하는데 기반을 마련하였다. 이 외 두 메커니즘에 의한 나노와이어는 형태, 성장 방향과 결정품질 측면에서 뚜렷한 차이를 나타냈다(그림2). VS(기체-고체) 메커니즘에 의한 나노와이어는 방향이 통일되고 성분이 균일하여 저원가 통합장치 개발에 유리하나 VLS 메커니즘에 의한 나노와이어는 결정체 품질이 높아 단일 고성능 나노와이어 장치 개발에 더 유리하다. 관련 성과는 ”Cryst. Growth Des.” 2015, 15, 2413−2418에 발표되었다. 이 밖에, 연구팀은 최초로 다양한 방향별 Si 기질에서 다양한 형태로 분포된 평면 InAsSb 나노와이어가 성장할 수 있다는 것을 발견하였다(그림3). (100) 기질에서 나노와이어는 4개의 서로 수직되는 방향에 따라 성장한다. (110) 기질에서는 6개의 협각이 54.7° 혹은 70°인 방향에 따라 성장한다. 그러나 (111) 기질에서 나노와이어는 6개의 등가인 60°방향각에 따라 성장한다. (111) 결정 방위를 각각 상기 3개 평면 내 투영하였을 경우, 투영수와 협각은 상기 평면의 나노와이어가 3가지 기질에서의 분포와 완전히 일치하였다. 그러므로 다양한 방향의 Si기질을 이용하여 평면 나노와이어의 성장 방향을 조절할 수 있다. 동시에, 고해상도 투과전자현미경으로 관찰한 결과 해당 평면 나노와이어는 입방형 구조를 갖고 있었다. 연구팀은 열동역학 이론을 결합하여 해당 평면 나노와이어의 성장 법칙을 해석하였다. 방향 조절이 가능한 평면 나노와이어는 현대 CMOS 공법에 쉽게 적용될 수 있는데 이는 향후 고집적 III-V 나노소자의 개발에 새로운 기술 로드맵을 제시하였다. 관련 결과는 “Nano Lett.” 2016,16(2),877–882에 발표되었다. 정보출처 : http://www.xcl.net.cn/news/show.php?itemid=18087 |
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