| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | RF 스퍼터링법으로 제작된 n-ZnO/p-GaN 이종접합 LED의 제작 및 특성평가 |
| 초록 | 본 연구에서는 RF 스퍼터링법으로 사파이어 기판 위에 RF 출력을 달리하여 ZnO 박막을 성장 시킨 후 특성을 평가하고, MOCVD법으로 성장된 p-GaN위에 n-ZnO를 100 nm 증착시켜 열처리 온도에 따른 n-ZnO/p-GaN 이종 접합 다이오드를 제작하여 LED 동작 특성을 조사하였다. 먼저, ZnO 박막의 성장을 위해 사파이어 기판 위에 Ar 가스 분위기에서 기판의 온도를 200 ℃로 유지하고 RF 출력을 200 ~ 400 W의 범위에서 변화시켜 100 nm의 두께로 성장시켰다. 이와 같이 제작된 ZnO 박막을 급속열처리(RTA) 장치를 이용하여 N₂ 가스 분위기에서 800 ℃ 에서 1분 동안 열처리하고, 이에 따른 박막의 특성을 XRD, AFM, PL 및 홀효과를 측정하여 평가하였다. LED 제작을 위해 MOCVD법으로 사파이어 기판 위에 성장된 Mg이 도핑된 GaN 박막을RTA 장치를 이용하여 700 ℃에서 7분 동안 O₂ 가스 30 sccm와 N₂ 가스 70 sccm의 혼합 가스 분위기에서 열처리하여 Mg을 활성화시켜 p형의 전도성을 갖게 하였다. p-GaN 박막의 표면에 광식각 장치를 이용하여 패턴을 형성하고, RF 스퍼터 장치의 공정 압력을 5.0 x 10-3 torr로 유지하면서 ZnO를 100 nm 두께로 증착시킨 후 RTA 장치에서 열처리하였다. 전극을 형성하기 위해 패턴을 형성한 후 Al을 30 nm 두께로 증착시켜 n-ZnO/p-GaN LED를 완성하였다. 이렇게 제작된 LED의 특성은 HP4155B와 분광장치를 이용하여 평가하였다. RF 스퍼터링법으로 사파이어 기판위에 성장된 ZnO 박막은 RF 출력이 증가함에 따라 결정립의 크기가 불균일해지고, 표면 거칠기(RMS)는 3.04 nm에서 6.28 nm로 증가하였으며, (0002)면에서 회절선의 강도는 감소하였고, 회절각은 34.40°에서 34.15°의 낮은 각으로 이동하였으며, c-축의 격자상수는 0.521 nm에서 0.525 nm로 증가하였다. 이종접합구조 LED는 역방향 누설전류는 5.0 x 10-5 mA로 측정되었으며, EL 스펙트럼은 p-GaN 내의 Mg과 연관된 435 nm 부근에서 검출되었다. |
| 저자 | 김은지1, 변창섭2, 김선태1 |
| 소속 | 1한밭대, 2정보전자부품소재(연) |
| 키워드 | ZnO; GaN; ZnO/GaN LED; RF sputter; RTA |
