| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
| 제목 | Atomic layer deposition of alumina on graphene for mechanical lift off |
| 초록 | 기존의 laser lift-off 공정을 이용한 수직형 LED의 상용화에는 공정상의 손상으로 인해 수율이 낮다는 문제점이 있다. 본 연구에서 적용하는 ALD alumina on transferred graphene은 laser lift-off 공정을 사용하지 않고 mechanical lift-off 방법으로 기판을 떼어내는 것을 가능하게 할 것이다. 떼어낸 구조는 다른 기판으로 transfer 할 수 있고 vertical LED나 flip chip LED및 flexible LED에도 응용할 수 있다. 본 연구에서는 사파이어 위에 transfer 된 graphene 위에 ALD 방식으로 alumina를 deposition 하고 열처리를 실시하여 비정질 alumina를 결정화 시킨다. 이를 이용하여 GaN를 성장 시킬 수 있는 기판을 얻을 수 있을 것이다. 또한 graphene과 sapphire의 약한 Van der Waals bonding을 이용하여 mechanical lift off 로 LED 구조가 기판으로부터 쉽게 분리 될 수 있다. Transfer 된 graphene은 dangling bond가 없기 때문에 seeding이 좋지 않아 GaN를 직접 성장할 수 없으며 ALD 방법으로 alumina를 증착 시 고르게 deposition 되지 않는다. 따라서 보통 graphene에 O2 plasma나 XeF2 plasma와 같은 처리를 하여 dangling bond를 가지는 seeding이 좋은 surface를 만든다. 본 연구에서는 graphene transfer 하기 전 sapphire 에 piranha treatment 를 함으로써 graphene위에 ALD 로 alumina를 증착 시 wetting을 좋게 하였다. Piranha solution 처리를 하여 sapphire를 hydrophilic하게 만들 경우, 그 위에 transfer 된 graphene 위로 alumina source인 H2O가 주입될 때 sapphire 기판에 더욱 쉽게 bonding을 형성하게 되고 다음 TMAl source가 주입될 때 쉽게 bonding을 형성하여 alumina가 deposition 되게 된다. 1100 oC 에서 후속 열처리를 하여 crystalline sapphire기판을 얻었으나 single crystal의 형태가 아닌 poly crystal 의 형태로 형성되었다. 조건 확립을 통하여 앞으로 고품위의 GaN 박막 성장을 위한 single crystalline alumina on transfer graphene을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. |
| 저자 | 최대한1, 주기수1, 박용조2, 윤의준1 |
| 소속 | 1서울대, 2차세대융합기술(연) |
| 키워드 | ALD; graphene; LED; mechanical lift off; wetting |
