NRF-TCC : 한국연구재단 기술사업화센터

요약 본 발명은 RTA 광학 어닐링 효과를 적용한 고효율 EV 차량 반도체용 β-Ga2O3 박막 제조 공정으로 기존의 박막 열처리 공정인 전기로(Electric furnace)를 RTA로 대체하여 짧은 시간에 상온에서 열처리가 가능한 β-Ga2O3 박막 공정 방법이다. 보다 상세하게는 기존에 박막 공정에 주로 사용되는 전기로를 활용한 열 어닐링 방법을 대체하여 RTA 공정을 도입함으로써 광학 에너지를 박막 표면에 조사하여 짧은 시간에 고온 분위기 형성 후 β-Ga2O3 결정성장을 통한 박막 제조가 가능한 급속 박막 공정이다. 기존 공정과 비교하였을 때 80 % 이상의 공정시간을 줄일 수 있으며 XRD, FE-SEM 분석을 통해서도 기존 공정과 비교하였을 때 우수한 결정성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한 박막 제조를 위해 소모되는 열 에너지, 장비에 가동되는 전기에너지를 줄여줌으로써 탄소 중립 (Net-Zero)에 도움이 될 수 있는 친환경 기술이다.

대표 청구항 갈륨 전구체 물질을 포함한 용액을 제작하는 단계;기판을 준비하고 세척하는 단계;상기 갈륨 전구체 물질을 포함한 용액을 기판 상에 스핀 코팅하여 박막을 형성 한 후 핫 플레이팅을 통해 박막을 경화시키는 단계; 및전기로를 이용한 열처리 및 RTA(Rapid Thermal Annealing)을 이용한 광학 어닐링을 순차적으로 수행하는 단계를 포함하고,상기 갈륨 전구체 물질을 포함한 용액을 제작하는 단계는 갈륨 전구체 물질로 갈륨 나이트레이트 수화물(gallium nitrate hydrate)를 사용하고 안정제로 2-metoxyethanol 및 mono-ethanolamine을 사용하여 교반하여 갈륨 전구체 물질을 포함한 용액을 준비하며, 이 경우 상기 2-metoxyethanol 및 mono-ethanolamine은 1:1의 비율로 이용되고, 60℃에서 2시간 동안 교반이 진행되고,상기 전기로를 이용하여 900℃ 이상의 온도 분위기를 만들어주고 약 2시간 동안 유지하고 상온으로 쿨링한 이후, 상기 RTA을 이용하여 900℃ 이상의 온도 분위기를 만들어주고 약 15분간 유지하는,전기로를 이용한 열처리 및 RTA 광학 어닐링을 이용한 β상 Ga2O3 박막의 제조 방법.