| 초록 |
대표적인 반도체 재료인 Si은 p형 및 n형 도핑을 쉽게 할 수 있고 낮은 가격의 경제성을 바탕으로 전자산업 전반에 다양하게 사용되고 있지만, 작은 밴드갭과 간접 밴드갭 특성을 갖기 때문에 광전소자의 재료로서는 큰 한계점을 지니고 있다. 하지만 나노구조를 기반으로 양자효과를 구현시킨다면 재료가 갖는 물성적 한계를 극복 할 수 있다는 이론이 연구를 통해 밝혀지고 있기 때문에 Si을 기반으로 한 광전소자 제작에 많은 관심이 기울여지고 있다. 한편, Si 기판의 전기적 특성 및 결정방향을 선택적으로 골라 원하는 특성의 수직 배열된 Si 나노와이어를 손쉽게 합성 할 수 있는 방법으로 무전해 식각법이 최근 많은 연구가 진행되고 있는데, 합성 과정에서 표면에 형성되는 나노단위의 다공은 양자효과 구현의 가능성을 보다 높여줄 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법으로 수직 배열된 Si 나노와이어 구조체를 합성하고 이를 기반으로 발광 다이오드를 제작하여 전기적•광학적 특성을 분석하였다. 불순물로 B가 도핑된 p-type의 Si 나노와이어 수직 배열 구조를 길이에 따라 합성하여 결함 정도 및 구조적 안정성을 평가하였고, 그 위에 n-type 물질인 비정질 InGaZnO (a-IGZO)를 direct current (DC) sputter로 증착하여 미세크기의 성냥 형태 p-n 접합 다발을 구성하였다. Si 나노와이어 표면 결함의 passivation은 산화공정을 통해 진행하였으며 제작된 소자는 I-V 측정으로 안정성을 확인하였다. 소자의 미세구조는 field emission scanning electron microscopy (FESEM)와 high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM)을 통해 분석하였고, 광학적 특성은 photoluminescence (PL)와 electroluminescence (EL)을 통하여 평가하였다. |
