After III-nitride semiconductor materials are used by the blue light-emitting diode, these semiconductors are used for many different types of parts. These III-nitride semiconductors have physically and chemically stable properties, can tunable wavelengths from ultraviolet to near-infrared, and are possible for electrical operation. For mass production of these III-nitride semiconductors, optical lithography is necessary to make micro-sized structures. By using optical lithography, a mask opening can be created, and by using this mask structure, the 3D structure can be grown. Metalorganic chemical vapor deposition is used to grow 3D structures and with a self-limited growth mechanism and site-controlled growth mechanism, we can control the site and size of the pyramid apex. However, by using a self-limited growth mechanism, uniformity and 6-fold symmetry of 3D structure can be degraded. Lateral overgrowth which degrades the symmetry of the pyramid apex should be reduced by controlling the growth mechanism, especially for carrier gas during growth. Also, by site-controlled growth mechanisms with different sizes and spacing, it is possible to grow different 3D structures with different heights and spacing. In this situation, due to different surface migration lengths of In and Ga adatom, In the composition of the InGaN layer can be modified. Therefore, red, green, and blue which are the three primary colors of light can simultaneously emit at the same sample and finally make while light emitting sample. From this result, it is possible to make quantum structures with a quantum well that emit red, green, and blue in different positions.
질화물 기반 반도체의 경우 청색 발광 광원으로 사용되기 시작한 이후부터 다양한 분야에서 사용되기 시작하였다. 이러한 질화물 기반 반도체의 경우 화학적, 물리적으로 굉장히 안정적인 성질을 지니고 있으며 발광 파장을 자외선 영역에서 적외선 영역까지 조절할 수가 있으며 전기 구동을 하는데 사용할 수가 있다. 이러한 질화물 기반 반도체를 원하는 형태로 성장하기 위해서는 광식각 방법을 이용하여 마스크를 만들고 이를 이용한 3차원 구조체의 형성이 필수적으로 필요하게 된다. 우리는 금속유기화학증착법을 기반으로 하여 질화물 반도체를 성장하는데 마스크를 사용할 경우 3차원 구조체가 성장된다. 이러한 구조체의 성장을 조절할 수 있는 방식인 자기제한적 성장방법과 위치제한적 성장방법을 이용하여 피라미드 꼭지점의 너비를 제한하여 양자점을 형성할 수 있게 된다. 일반적으로 자기제한적 성장을 통해 성장하게 될 경우 6각 대칭성이 쉽게 깨지는 것을 확인할 수가 있다. 성장과정에서 6각 대칭성을 깨는 수평방향의 성장을 억제하는 것을 통해 6각 대칭성을 유지하는 양자점을 형성할 수 있었다. 또한 마스크를 이용한 위치제한적 성장을 통해서 크기가 다른 구조체에 양자우물을 성장하는 것을 통해 빛의 삼원색인 빨강, 파랑, 녹색이 한 샘플에서 같이 발광하는 흰색이 나오는 백색 발광체를 형성할 수 있었다. 구조체의 높이와 사이간격이 다름에 따라서 양자우물의 인듐 조성비가 달라지게 되고 이에 따라서 발광을 하게 되는 양자우물의 발광 파장이 달라지게 되는데 이를 이용하는 것을 통해서 각각의 다른 위치에서 양자우물의 발광이 각각 파랑, 녹색, 빨간색을 가지는 구조체를 단 한번 만의 성장을 통해 형성할 수가 있었다.
