ZnO 박막을 사용한 P-N 이종접합 발광다이오드 소자에 대한 연구
- Title
- ZnO 박막을 사용한 P-N 이종접합 발광다이오드 소자에 대한 연구
- Other Titles
- A study of P-N hetero-junction light-emitting diode devices utilizing ZnO thin films
- Author
- 이정욱
- Alternative Author(s)
- Lee. Jung-Wook
- Advisor(s)
- 김태환
- Issue Date
- 2007-02
- Publisher
- 한양대학교
- Degree
- Master
- Abstract
- ZnO는 UV 영역에서의 광발광 (light emitting) 또는 레이저 다이오드 (laser diode)와 같은 광전자 디바이스를 위한 넓은 밴드 갭을 가진 반도체 물질이다. 상온에서 ZnO의 엑시톤(exciton)결합에너지는 60 meV로 기존의 GaN 및 ZnSe 의 경우 각각 25 및 19 meV에 비해서 상당히 크며, 진동자 강도 (0scillator strength)가 GaN 의 경우 100 cm^(-1)에 비해 ZnO는 300 cm^(-1)로 3배 정도 강하며, 또한 포화 속도 (saturation velocity; Vs)가 GaN에 비하여 크기 때문에 엑시톤을 이용하는 ZnO 광소자의 경우 높은 진동자 강도, 고광효율 및 고속의 광소자 성능을 기대할 수 있다. 여러 가지 광다이오드 및 광 발광다이오드 광소자의 제작 및 응용에 사용되는 박막의 구조는 주로 p-n 및 p-i-n 형태의 박막이며 박막의 두께가 μm 이하 또는 수 μm 크기로 사용되기 때문에, 각 층의 표면 조도 (morphology)가 증가하는 경우, 계면에서 국부적으로 틈 (void) 형성 등으로 인한 소자의 전기 누설, 불 균일 전하 주입 (injection) 및 특히 광다이오드의 경우 반사 공동 (cavity)으로 역할이 악화될 수 있다. 또한 전체적으로 박막의 두께의 불균일성으로 인하여 소자를 제작할 때 균일하지 않은 식각 결과를 초래할 수 있어 표면 조도를 낮추는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 ZnO의 광 발광 다이오드용 제작을 위해 RF 스퍼터링 방법을 이용하여 SiC 기판 위에 Cu가 도핑 되어진 ZnO의 타겟을 이용하여 2:1의 아르곤과 산소 비율을 혼합하여 온도 별로 증착 시킨 후 표면의 거칠기와 결정성이 가장 우수한 조건을 찾아보았다. 또한 P-type과 N-type의 오믹(ohmic)특성을 알아보기 위하여 기판이자 n-type으로 사용되어진 SiC의 오믹(ohmic)특성을 다층 전극 구조를 통해 적절한 조건을 발견하였다.
제작 되어진 p-n 이종접합 ZnO의 결정성과 결합에너지를 확인하기 위하여 XRD와 NEXAFS를 측정하였으며 전류-전압 특성을 통하여 낮은 p-type, n-type의 오믹 접촉과 다이오드 특성을 확인하였고 마지막으로 전기적 루미네센스와 광학적 루미네센스를 측정하였으며 실제로 육안으로 확인이 가능한 발광현상을 사진으로 찍어 보았다.
- URI
- https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/150012http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000405614
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- GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > DEPARTMENT OF ELECTRONICS & COMPUTER ENGINEERING(전자통신컴퓨터공학과) > Theses (Master)
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