Abstract
For the special usage, the effort of developing AlN single crystals has been very hot in the world. The AlN-base UV LEDs are used on the field of sterilization, purification, curing and analyzing, which can advance human's living and medical processes etc.. AlN single crystals were grown by the PVT (Physical vapor transport) method. On the growing process, carbon crucibles with three different types such as normal size, taller than normal and wider than normal were used for comparison. The processing temperature was in the range of $1900{\sim}2100^{\circ}C$ and ambient pressure was 200~1 Torr. When the taller crucible was used, the sublimation mass was greater than normal dimension one but the best condition of growth changes widely. However the wider one gave much sublimation mass and growing condition was more stable than normal dimension. On limited growing furnace system, the changes of crucible dimension of PVT method provide the change of best condition for growth rate, as-grown crystal quality and growth condition stability.
AlN 단결정의 특별한 용도로 이를 개발하기 위한 노력이 전 세계적으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 AlN을 기반으로 하는 자외선 LED는 생활, 의학, 자동자 등에 유용한 용도로서 살균, 정화, 경화 및 분석 등 분야에 이용된다. 이에 실험을 통해 PVT법으로 카본 도가니를 사용하여 AlN 단결정을 성장시켰으며 실험 중 3가지 형태의 도가니를 이용하여 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 온도 조건은 $1900{\sim}2100^{\circ}C$이고 실험 압력으로는 1~200 Torr였다. 그 결과, 높이가 높은 형태의 도가니를 사용할 경우 증발량은 기준 형태보다 증가 하는데 그쳤다. 반면, 넓은 형태의 도가니는 더욱 많은 증발양의 증가를 보였으며, 기준 형태에 비하여 훨씬 안정하다는 것을 알았다. 또한, 제한된 크기의 도가니를 이용한 PVT법에서의 도가니 형태의 변화에 따른 결과는 성장률에 따른 최적 조건, 성장 결정의 품질변화 및 성장 조건 안정성에 영향을 주는 것을 알았다.
