| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 ) |
| 권호 | 22권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | n-ZnO/p-GaN LED의 열처리에 따른 I-V특성 변화 |
| 초록 | 본 연구에서는 MOCVD법으로 성장된 p-GaN위에 RF 스퍼터링으로 n-ZnO를 120 nm 증착시켜 열처리온도, 시간에 따른 n-ZnO/p-GaN 이종접합 LED를 제작하여 각각의 LED 동작 특성을 측정하였다. 먼저, ZnO의 특성을 분석하기 위해 사파이어(Al2O3) 기판에 RF 스퍼터링으로 n-ZnO를 120 nm 증착시켜 RTA를 이용하여 300~700 ℃ 온도변화를 주었고, 700 ℃에서 1, 3, 5, 7, 10 분으로 시간변화 를 주었다. 열처리 온도변화, 시간변화에 따른 특성을 분석하기 위해 XRD, AFM, hall effect, PL로 평가하였다. LED제작을 위해 p-GaN기판을 RTA를 이용하여 O2가스 30 sccm, N2가스 70 sccm을 공급하여 700 ℃에서 7 분간 열처리를 진행하여 GaN에 도핑된 Mg을 활성화 시켰다. 활성화 시킨 p-GaN에 패턴을 형성하고, RF 스퍼터링으로 Ar 50 sccm, 공정압력 5.0 x 10-3 torr의 조건으로 ZnO를 120 nm 두께로 증착시켰다. ZnO의 열처리 온도, 시간변화에 따른 특성이 가장 우수한 온도, 시간을 찾아서 급속열처리를 진행하였고 진공증착 장비로 Al 전극을 30 nm 두께로 증착하여 LED를 완성하였다. 이렇게 제작된 LED의 특성은 HP 4155B와 EL을 이용하여 측정하였다. RF 스퍼터링법으로 사파이어 기판 위에 성장시킨 ZnO는 (002)면으로 성장되었으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 XRD 회절선의 반치폭이 감소하였다. AFM으로 측정된 표면 거칠기의 rms값은 500 ℃에서 가장 낮은 값을 보였으며, 500 ℃이후에서는 결정립이 커지고 rms가 증가하는 경향을 보였다. 전자 이동도는 500 ℃ 이전 온도에서는 감소하는 경향을 보였고, 500 ℃ 이후에서는 증가하였다. 열처리 시간에 따라 (002)면의 반치폭은 감소하는 경향을 보였으며, AFM으로 측정된 표면거칠기의 rms값은 감소하는 경향을 보였다. 한편 전자 이동도는 열처리 시간이 증가함에 따라 증가하였다. n-ZnO/p-GaN LED의 특성은 ZnO를 700 ℃ 10 분 열처리 했을 때 가장 우수한 특성을 보였다. |
| 저자 | 송호선1, 김소현2, 변창섭1, 김선태2 |
| 소속 | 1한밭대, 2정보전자부품소재(연) |
| 키워드 | <P>ZnO; GaN; LED; RF sputter; RTA</P> |
