| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2015년 가을 (11/25 ~ 11/27, 부산 해운대그랜드호텔) |
| 권호 | 21권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 |
| 제목 | 저온 용액 공정을 이용한 마이크로 패터닝 기반 p-Cu2O/ n-ZnO 이종접합 자외선 광검출기 (Micropatterned p-Cu2O/ n-ZnO heterojunction-based ultraviolet photodetector by using low-temperature solution process) |
| 초록 | 최근 p-형 금속 산화물 반도체 재료에 대한 잠재 시장의 가치가 높이 평가되면서 이에 대한 여러 합성 및 제조 방법에 대한 기초 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히, 저비용과 대면적으로 소자 구현이 가능한 저온 기반 용액 공정법이 최근 큰 주목을 받고 있으며, 이를 통해 p-형 금속 산화물 반도체 합성뿐만 아니라 n-형 금속 산화물 반도체와의 접합 특성에 관한 연구 역시 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 금속 산화물 반도체로 p-형의 Cu2O와 n-형의 ZnO가 있으며, 이들 간의 p-Cu2O/n-ZnO 이종 접합은 우수한 전기적 특성과 낮은 제작 비용으로 인해 많은 관심을 받고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 Cu2O (a = 4.27 Å)와 ZnO (a = 3.25 Å, c = 5.21 Å)의 격자 불일치로 인해 기존의 단순한 용액 공정으로 이종 접합을 만드는 것은 어려운 것이 현실이다. 본 연구에서는 poly-dimethylsiloxane(PDMS) 러빙 기법을 도입하여 p-Cu2O/n-ZnO 접합소자를 제작하고 이를 자외선 광 검출기에 응용하였다. Photolithography 공정으로 Au전극이 증착된 실리콘 기판을 마이크로 패터닝하고 수열 합성한 팔면체 구조의 Cu2O를 PDMS를 이용한 러빙 기법으로 패턴 내부에 정렬시켰다. 이렇게 정렬된 Cu2O에 Zinc seed 층을 스핀코팅으로 형성한 뒤, 수열 합성법을 이용하여 ZnO를 성장시켰다. 소자 제작에 사용된 Cu¬2O와 ZnO의 결정학적 특성을 X-ray 회절법 (XRD)을 이용해 분석하였고, 광학적 특성은 마이크로 photoluminescence (PL)을 통해 확인하였다. 또한 소자 제작 공정의 각 단계는 scanning electron microscope (SEM)을 이용해 확인하였다. 최종적으로 제작된 p-n diode의 UV 조사에 따른 전기적 특성 변화를 전류-전압 측정 및 전류-시간 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 명재민1, 이태일2, Pranab Biswas1, 박지현1, 백성두1 |
| 소속 | 1연세대, 2가천대 |
| 키워드 | ZnO; Cu<SUB>2</SUB>O; p-n heterojunction; Solution process; Ultraviolet photodetector |
