| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | RF 스퍼터링으로 증착된 n-ZnO:Al 박막과 n-ZnO:Al/p-GaN LED의 제조 및 특성 평가 |
| 초록 | 본 연구에서는 RF 스퍼터링법으로 사파이어 기판 위에 Al이 도핑된 ZnO(AZO)를 증착시켜 박막의 두께와 급속열처리(RTA) 온도에 따른 박막의 특성을 조사하고, n-ZnO:Al/p-GaN 이종접합 LED를 제작하여 특성을 평가하였다. 먼저 AZO 박막을 사파이어 기판 위에 300W의 RF 출력을 유지하며 Ar 가스 분위기에서 100~500 nm 의 두께로 증착시킨 후, RTA를 이용해 N2 가스를 공급하며 300~500 ℃의 온도 범위에서 1분 동안 열처리하였다. 박막의 특성은 XRD, AFM, 홀효과 및 광루미네센스 (PL) 등을 측정하여 평가하였다. LED 제작에 앞서 기판으로 사용되는 p-GaN은 내부의 Mg을 활성화시키기 위해 O2 30 sccm과 N2 70 sccm을 RTA 내부에 지속적으로 주입하며 700 ℃에서 7분 동안 열처리 하였다. 그 후 AZO 박막을 증착시키고 패턴을 형성시킨 다음 30 nm 두께의 Al 전극을 증착시켜 LED를 완성하였다. 이렇게 제작된 LED의 특성은 HP4155B와 LED 테스터를 이용하여 평가하였다. 박막의 두께가 증가할수록 결정립 크기가 증가하였으며, 비저항은 감소하였고 광 에너지 밴드갭은 3.4 eV에서 3.6 eV까지 증가하였다. XRD 피크의 반치폭과 비저항은 RTA 온도에 따라 400 ℃까지는 감소하였지만, 그 이상의 온도에서는 증가하였으며, 에너지 밴드 갭은 열처리 온도에 따라 감소하는 경향을 보였다. 500 nm 두께의 AZO 박막을 400 ℃에서 열처리하여 제작한 n-ZnO:Al/p-GaN LED는 문턱전압이 3 V 정도이었으며, 역방향 누설 전류가 5.0 × 10-5 mA 정도이었다. EL 스펙트럼은 400 nm 부근에서의 강한 청색 발광이 나타났다. |
| 저자 | 이종원, 변창섭, 김선태 |
| 소속 | 한밭대 |
| 키워드 | ZnO:Al; GaN; n-AZO/p-GaN LED; RF Sputter; EL |
