| 초록 |
본 연구에서는 p-Si (111) 기판 위에 RF 스퍼터링 파워를 변화시켜 성장시킨 ZnO 박막과, 이로부터 제작된 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. p-Si (111) 기판 위에 100 nm 두께의 ZnO 박막을 RF 스퍼터링 법으로 성장시켰다. 이를 위해 Ar을 50 sccm으로 주입하면서 진공도를 3 mtorr로 유지하였고, 기판 온도는 400 ℃로 일정하게 하였으며, 스퍼터링 파워를 70 W ~ 300 W 범위에서 변화시켰다. Si 의 뒷면과 ZnO 위에 각각 DC 스퍼터링 방법으로 Al 전극을 형성하여 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드를 제작하였다. ZnO 박막에 대해 X선 회절(XRD)과 광루미네센스(PL)를 측정하여 특성을 조사하였다. n-ZnO/p-Si 다이오드의 전기적 특성은 HP4155B로 알아보았고, Xe 램프를 이용하여 광응답 특성을 평가하였다. Si (111) 기판 위에서 ZnO 박막은 c-축 방향으로 우선 배향되어 성장되었다. ZnO 박막의 전자농도는 RF 파워가 70 W ~ 200 W의 범위에서는 2.63 x 1019 cm-3 ~ 3.01 x 1019 cm-3 로 증가하였으나, 300 W에서는 2.69 x 1019 cm-3로 감소하였다. 또한 전기 비저항은 3.80 x 10-1 Ω·cm ~ 3.32 x 10-1 Ω·cm로 감소하다가 300 W에서 3.71 x 10-1 Ω·cm로 증가하였다. 상온에서 측정된 PL 스펙트럼은 377 nm 부근에서 강한 강도의 에너지갭 부근 발광이 검출되었으며, 깊은 준위에 의한 발광은 거의 검출되지 않았다. n-ZnO/p-Si 이종접합 구조는 순방향에서는 순방향 전압에 따라 전류가 증가하였고, 역방향에서는 전류가 거의 흐르지 않는 전형적인 다이오드 특성을 보였다. 순방향 문턱전압이 0.001 V이하로 낮았고, 역방향 누설전류는 1 mA 이하로 측정되었으며, RF 파워에 따라 특이한 차이를 나타내지 않았다. |
