a-ITZO/Al2O3 MSIM 다이오드의 광센싱 특성

Abstract

최근 디스플레이 연구에서 광센싱 기술 및 고밀도 논리 회로에 대한 관심이 높아지면서 이에 응용할 수 있는 투명 광센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 산화물 다이오드는 2 terminal 로 구성되어 이에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다. 그중 금속 (Metal) - 산화물 반도체 (Oxide semiconductor) - 절연체 (Insulator) - 금속 (Metal) 구조를 가지고 있는 MSIM 다이오드는 흔히 leakage current density 가 10-10 A/cm2 에서 10-9 A/cm2 정도로 많이 알려져 있는 산화물 반도체 기반 p-n 접합 다이오드보다 현저히 낮은 것으로 보고되어 있어 이에 응용될 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 산화물 반도체에 가시광이 조사될 경우, 이에 반응하여 photo-current 를 발생시킨다는 점에 착안하여 mobility 가 높은 산화물 반도체 물질 중 하나인 a-ITZO 와 leakage current density 를 감소시킬 수 있는 절연체 물질인 Al2O3 을 활용하여 MSIM 다이오드를 제작하여 정류 현상의 발생 원인에 대해 고찰하고 이 다이오드가 250 lux 의 가시광에 반응하는 것을 확인하여 광센서로써의 응용 가능성을 평가하였다. 추가적으로, 다이오드의 dynamic 특성 및 가시광 파장대에 따른 광센싱 특성 차이 연구를 통해 광센싱 원리를 제안하였다.