| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
| 제목 | ITO를 전극으로 채택한 이종접합 ZnO/GaN LED의 동작특성 |
| 초록 | 본 연구에서는 MOCVD법으로 사파이어 기판에 성장된 p-GaN 박막 위에 RF 스퍼터링법으로 n-ZnO를 100 nm로 증착시켜 n-ZnO/p-GaN 구조의 이종접합을 형성하였으며, 전극물질로 ITO를 증착시켜 LED를 제작하고 전기적 특성과 광학적 특성을 조사하였다. 우선 사파이어 기판 위에 약 400 nm의 두께로 성장된 p-GaN:Mg 기판을 RTA 장비를 이용하여 N2가스와 O2가스를 각각 30 sccm, 70 sccm 으로 공급하면서 800 oC의 온도에서 30초간 열처리를 하여 Mg억셉터를 활성화시켰다. 활성화된 p-GaN 기판을 RF 마그네트론 스퍼터링 장치에 장착하고 2.0 X10-6 torr 까지 진공을 배기한 후, Ar가스를 30 sccm으로 공급하여 공정압력을 3.0 x10-2 torr로 유지하면서 ZnO를 약 100 nm 두께로 증착하여 ZnO/GaN 이종접합을 제작하였다. 또한 제작된 ZnO/GaN 이종접합 구조 위에 마스크 정렬장치를 이용하여 패턴을 형성한 후 RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 전극물질로 ITO를 약 45 nm 두께로 스퍼터링하였다. ITO 박막의 전기적 특성을 개선시키기 위해 급속열처리 장치를 이용하여 열처리공정을 도입하였다. 스퍼터링된 ITO 박막과 급속열처리된 ITO 박막의 구조적인 특성과 전기적, 광학적 특성을 XRD, Hall-effect, photoluminescence 등을 측정하여 평가하였다. 제작된 LED의 전기적 특성은 반도체 파라미터분석기를 이용하여 평가하였고, 광학적 특성은 electroluminescence을 측정하여 평가하였다. 활성화된 p-GaN 기판의 운반자 농도는 9.5 cm2/vs 로 측정되었으며, 완성된 LED의 전류는 ITO 박막의 열처리 조건에 따라 5 mA에서 30 mA로 변화하였고, 430 nm 부근에서 EL 스펙트럼이 관찰되었다. 제작된 ZnO/GaN LED의 전기적 특성은 ITO 박막의 열처리에 따른 전기·광학적 성질에 크게 영향을 받았으며, ITO 박막을 400 oC의 온도에서 N2가스와 O2가스를 각각 50 sccm, 50 sccm으로 공급하여 5분간 급속열처리 하였을 때에 가장 우수한 특성을 보였다. |
| 저자 | 강태환1, 전성호2, 오준영1, 변창섭2, 김선태1 |
| 소속 | 1한밭대, 2정보전자부품소재(연) |
| 키워드 | n-ZnO/p-GaN; LED; ITO; RF sputtering; RTA |
