MOCVD와 ALD 법을 이용한 ZnO 증착 및 특성에 관한 연구

Abstract

ZnO는 ultra violet (UV) 영역에서 광발광 또는 레이저 다이오드와 같은 광전자 디바이스를 위한 넓은 밴드갭(wide bandgap)을 가진 반도체 물질이다. ZnO의 엑시톤 결합 에너지(exiton binding energy)는 상온에서 60meV로 기존 넓은 밴드갭을 가진 반도체인 GaN의 25 meV에 비해 크기 때문에 상온에서도 안정적인 엑시톤 결합이 가능해 LED(light emitting diode)와 같은 광소자로 및 레이저 다이오드(laser diode)로 이용할 시 안정된 광발광이 가능할 것으로 예상된다. 본 실험에서는 metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD) 및 ALD(atomic layer deposition) 방법을 이용하여 ZnO를 증착하였다. ZnO 증착을 위해 ZnO는 격자상수(lattice constant)가 유사한 GaN 및 sapphire 기판 위에 성장 하였다. 성장된 ZnO는 SEM(scanning electron microscopy) 표면 상태를 확인하고, PL(potoluminescence), AFM(atomic force microscopy) 및 XRD(X-ray diffractometry)를 사용하여 특성을 확인하여 우수한 조건을 찾아보았다.; Wurtzitic ZnO is a wide-bandgap(3.37eV) semiconductor. The main advantages of ZnO as light emitter are is large exciton binding energy (60meV) which could lead the lasing action based on exciton recombination even above room temperature. In this study, ZnO films were prepared by ALD(Atomic Layer Deposition) and MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition). And ZnO film was grown on undoped GaN grown by MOCVD and Sapphire wafer. The property of ZnO were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Photoluminescence (PL), Atomic Force Microscopy (AFM) and X-Ray Diffractometry (XRD).