KR100794755B1 - Method for synthesizing epitaxial p-type zinc oxide thin film growth by co-doping of ? group elements and nitrogen - Google Patents
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Abstract
P형 산화아연 박막의 제조방법을 제공한다. 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 P형 산화아연 박막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은 챔버내에 기판과 Ⅲ족 원소가 도핑되어 있는 산화아연(ZnO) 타겟을 제공하는 단계, 상기 챔버내에 스퍼터 가스로서 아산화질소(N2O) 가스를 제공하는 단계 및 상기 아산화질소(N2O) 가스를 상기 타겟과 충돌시켜 상기 기판상에 상기 Ⅲ족 원소와 질소(N)가 함께 도핑된 P형의 산화아연 박막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 갈륨(Ga)과 질소(N)의 코도핑을 이용함으로써 결정성 및 전기적 특성이 우수한 P형 산화아연 박막을 제조할 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 시간에 따른 전기적 특성이 저하되지 않는 안정적인 P형 특성을 보여주는 산화아연 박막을 제조할 수 있는 효과를 제공한다. Provided is a method for producing a P-type zinc oxide thin film. A method of manufacturing a P-type zinc oxide thin film using a sputtering method, the method comprising providing a zinc oxide (ZnO) target doped with a substrate and a group III element in a chamber, wherein the sputter gas is formed in the chamber. as nitrous oxide (N 2 O) phase and the nitrous oxide (N 2 O) oxidation to collide the gas with the target of the P-type the ⅲ group element and nitrogen (N) are doped with the substrate to provide a gas And depositing a zinc thin film. The present invention provides an advantage of producing a P-type zinc oxide thin film having excellent crystallinity and electrical properties by using co-doping of gallium (Ga) and nitrogen (N). In addition, it provides an effect that can produce a zinc oxide thin film showing a stable P-type characteristics that does not degrade the electrical properties over time.
P형 산화아연(ZnO), 스퍼터링(Sputtering), 갈륨(Ga) P-type zinc oxide (ZnO), sputtering, gallium (Ga)
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 단면 SEM 사진들과 TEM 사진이고,1 are cross-sectional SEM photographs and TEM photographs of p-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates, respectively, according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 XRD 패턴을 나타낸 그래프들이고,2 is a graph showing XRD patterns of P-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates, respectively, according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 온도에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 전기적 특성을 보여주는 그래프들이며,3 are graphs showing electrical characteristics of P-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates, respectively, according to the temperature of the substrate according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 증착된 P형 산화아연 박막과 갈륨(Ga)이 도핑된 N형 산화아연으로 구성된 P-N 동종접합(Homo-junction)의 I-V특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing I-V characteristics of a P-N homojunction composed of a P-type zinc oxide thin film deposited according to an embodiment of the present invention and an N-type zinc oxide doped with gallium (Ga).
본 발명은 P형 산화아연 박막의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정적인 P형 특성을 보이는 Ⅲ족 원소와 질소(N)가 코도핑(co-doping)된 P형 산화아연 박막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a P-type zinc oxide thin film, and more particularly, to a method of manufacturing a P-type zinc oxide thin film co-doped with a group III element and nitrogen (N), which exhibit stable P-type characteristics. It is about.
최근, 산화아연(ZnO)은 자외선 발광장치 등의 청색 재료로 큰 주목을 받고 있다. 이는, 상기 산화아연이 3.37eV의 밴드갭 에너지와 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 바인딩 에너지를 가지고 있기 때문이다. In recent years, zinc oxide (ZnO) has attracted great attention as a blue material such as an ultraviolet light emitting device. This is because the zinc oxide has a bandgap energy of 3.37 eV and a large exciton binding energy of 60 meV.
광전자소자 등을 제조하기 위하여는 N형 및 P형의 에피택셜(epitaxial) 박막을 구현하는 것이 필수적이다. 산화아연의 경우, 고품질의 N형 박막은 Ⅲ족 원소의 도핑에 의하여 용이하게 구현할 수 있다. 그러나, P형의 경우에 있어서, 상기 산화아연은 균형잡히지 않는 도핑한계 때문에 얕은 억셉터 레벨의 형성에 어려움을 보이고 있다. 따라서, 안정적인 P형 특성을 보이는 산화아연을 제조하기 위한 연구가 활발히 진행중이다.In order to manufacture an optoelectronic device, it is essential to implement an epitaxial thin film of N type and P type. In the case of zinc oxide, a high quality N-type thin film can be easily realized by doping with a group III element. However, in the case of P-type, the zinc oxide has difficulty in forming shallow acceptor levels due to unbalanced doping limits. Therefore, studies for producing zinc oxide showing stable P-type characteristics are actively underway.
최근 들어, Spray Pyrolysis 방법에 의한 질소(N)-인듐(In) 코도핑, 스퍼터링법에 의한 질소-베릴륨(Be) 코도핑, 펄스 레이저 증착에 의한 질소-갈륨(Ga) 코도핑 및 마그네트론 스퍼터링법에 의한 질소-알루미늄(Al) 코도핑 등 다양한 방법에 의해 P형 산화아연 박막을 성장시킨 사례들이 보고되어 지고 있다. Recently, nitrogen (N) -indium (In) co-doping by the spray pyrolysis method, nitrogen-beryllium (Be) co-doping by the sputtering method, nitrogen-gallium (Ga) co-doping and magnetron sputtering by pulse laser deposition Cases in which P-type zinc oxide thin films are grown by various methods such as nitrogen-aluminum (Al) co-doping have been reported.
그러나, 상기 방법에 의해 성장한 산화아연 박막들은 결정성이 좋지 못할 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 P형 특성을 유지하지 못하는 불안정한 P형 박막의 특성을 보이는 문제점이 있다.However, the zinc oxide thin films grown by the above method have not only poor crystallinity, but also have the problem of showing characteristics of an unstable P-type thin film that cannot maintain the P-type property with time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 결정성 및 전기적 특성이 우수할 뿐만 아니라 안정적인 P형 특성을 보이는 Ⅲ족 원소와 질소(N)가 코도핑(co-doping)된 P형 산화아연 박막의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art described above, group III element and nitrogen (N) co-doped with excellent crystallinity and electrical properties as well as stable P-type characteristics (co- Its purpose is to provide a method for producing a doped p-type zinc oxide thin film.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 P형 산화아연 박막의 제조방법을 제공한다. 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 P형 산화아연 박막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은 챔버 내에 기판과 Ⅲ족 원소가 도핑되어 있는 산화아연(ZnO) 타겟을 제공하는 단계, 상기 챔버 내에 스퍼터 가스로서 아산화질소(N2O) 가스를 제공하는 단계 및 상기 아산화질소(N2O) 가스를 상기 타겟과 충돌시켜 상기 기판상에 상기 Ⅲ족 원소와 질소(N)가 함께 도핑된 P형의 산화아연 박막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 Ⅲ족 원소로서 갈륨(Ga)원소를 사용할 수 있다.The present invention provides a method for producing a P-type zinc oxide thin film to achieve the above technical problems. A method of manufacturing a P-type zinc oxide thin film using a sputtering method, the method comprising: providing a zinc oxide (ZnO) target doped with a substrate and a group III element in a chamber, wherein the sputter gas in the chamber as nitrous oxide (N 2 O) phase and the nitrous oxide (N 2 O) oxidation to collide the gas with the target of the P-type the ⅲ group element and nitrogen (N) are doped with the substrate to provide a gas And depositing a zinc thin film. A gallium (Ga) element can be used as the group III element.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판은 산화알루미늄(Al2O3) 또는 실리콘(Si)으로 이루어진 것을 이용할 수 있다. In a preferred embodiment, the substrate may be made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or silicon (Si).
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판의 온도는 400 내지 700℃인 것이 바람직하다. In a preferred embodiment, the temperature of the substrate is preferably 400 to 700 ℃.
바람직한 실시예에 있어서, 제공되는 상기 아산화질소(N2O) 가스의 유량은 35 내지 45sccm인 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, the flow rate of the nitrous oxide (N 2 O) gas provided is preferably 35 to 45 sccm.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 챔버에 인가되는 전원의 파워(RF)는 70 내지 80W인 것이 바람직하다. 상기 전원은 교류 전원을 사용할 수 있다.In a preferred embodiment, the power RF of the power applied to the chamber is preferably 70 to 80W. The power source may use an AC power source.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아산화질소(N2O) 가스의 압력은 5 내지 15 mTorr인 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, the pressure of the nitrous oxide (N 2 O) gas is preferably 5 to 15 mTorr.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 P형의 산화아연계 박막의 증착시간은 50 내지 70분인 것이 바람직하다. In a preferred embodiment, the deposition time of the p-type zinc oxide thin film is preferably 50 to 70 minutes.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 또한 상기 방법에 의해 증착된 P형 산화아연 박막을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention also provides a P-type zinc oxide thin film deposited by the above method.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
[실시예 1]Example 1
평행판 타입의 마그네트론(magnetron) 스퍼터링장치의 챔버 내에 산화알루미늄(Al2O3) 또는 실리콘(Si) 기판과 갈륨(Ga)이 도핑된 산화아연(ZnO) 타겟을 준비한다. 이때, 상기 갈륨(Ga)이 도핑된 산화아연(ZnO) 타겟은 Ga2O3가 1wt% 혼합되어 있는 순도 99.99%의 타겟이다. 상기 챔버 내에 스퍼터링 가스로서 순도 99.99%의 아산화질소(N2O)를 제공한다. 이어서, 상기 마그네트론 스퍼터링장치에 전원을 가하여 아산화질소(N2O) 플라즈마를 발생시킨 후 상기 타겟과 충돌시켜 상기 기판상에 갈륨(Ga)과 질소(N)가 함께 도핑된 P형의 산화아연 박막을 증착한다. 형성되는 산화 아연 박막은 에픽택셜(epitaxial)한 성장을 보이며 증착된다. 상기 증착과정은 60분 정도 진행하며, 형성되는 산화아연 박막의 두께는 약 700nm 정도가 되도록 증착한다. 이때, 가해지는 r.f 파워는 75W이고, 제공되는 상기 아산화질소의 유량은 40sccm이고, 상기 아산화질소 가스의 압력은 10mTorr이며, 상기 기판의 온도는 550℃를 유지하였다.A zinc oxide (ZnO) target doped with an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or silicon (Si) substrate and gallium (Ga) is prepared in a chamber of a parallel plate type magnetron sputtering apparatus. In this case, the zinc oxide (ZnO) target doped with gallium (Ga) is a target having a purity of 99.99% containing 1 wt% of Ga 2 O 3 . Nitrous oxide (N 2 O) having a purity of 99.99% is provided as a sputtering gas in the chamber. Subsequently, power is supplied to the magnetron sputtering apparatus to generate nitrous oxide (N 2 O) plasma, and then collide with the target to form a P-type zinc oxide thin film doped with gallium (Ga) and nitrogen (N) on the substrate. Deposit. The zinc oxide thin film formed is deposited with epitaxial growth. The deposition process proceeds for about 60 minutes, and the deposited zinc oxide thin film is deposited to have a thickness of about 700 nm. At this time, the applied rf power is 75W, the flow rate of the nitrous oxide provided is 40sccm, the pressure of the nitrous oxide gas is 10mTorr, the temperature of the substrate was maintained at 550 ℃.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 갈륨(Ga)과 질소(N)가 코도핑(co-doping)된 P형 산화아연박막에 대해 살펴보기로 한다. Hereinafter, a P-type zinc oxide thin film co-doped with gallium (Ga) and nitrogen (N) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 단면 SEM 사진들과 TEM사진이다.1 is a cross-sectional SEM photographs and TEM photographs of P-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates according to an embodiment of the present invention.
도 1의 단면 SEM 사진(a), (b)를 참조하면, 산화알루미늄 기판(110) 및 실리콘(111) 기판상에 증착된 갈륨(Ga)과 질소(N)가 코도핑(co-doping)된 P형 산화아연 박막(120, 121, 이하 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막이라 함)을 관찰할 수 있다. Referring to the SEM images (a) and (b) of FIG. 1, gallium (Ga) and nitrogen (N) deposited on the
상기 P형 산화아연 박막(120, 121)은 상기 산화알루미늄 기판(110)과 실리콘 기판(111)상 전체에 걸쳐 균일하게 형성되어 있는 것을 알 수 있으며, 밀집한 원기둥 구조를 이루고 있음을 알 수 있다. 또한, Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막(120, 121)은 결정성이 우수함을 알 수 있다. It can be seen that the P-type zinc oxide
도 1의 단면 TEM 사진(c)를 참조하면, 상기 산화알루미늄 기판(110)상에 증착된 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막(120)을 관찰할 수 있다. 미소영역 회절상(SADP)을 살펴보면, 6각형의 스팟 패턴(spot pattern)이 하나만 관찰된 것으로 보아 상기 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막(120)은 단결정에 가까운 박막임을 확인할 수 있다.Referring to the cross-sectional TEM photograph (c) of FIG. 1, the Ga-N co-doped P-type zinc oxide
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 XRD 패턴을 나타낸 그래프들이다.FIG. 2 is a graph showing XRD patterns of P-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2의 그래프 (a), (b)를 참조하면, 관측되는 XRD 패턴은 오직 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판 및 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막의 피크들뿐임을 알 수 있다. 특히, 그래프(a)를 살펴보면 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막의 (002)면과 (004)면의 피크만이 관측되어 상기 박막은 단결정에 가까운 박막임을 알 수 있다.Referring to graphs (a) and (b) of FIG. 2, the observed XRD patterns are only peaks of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates and Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin films. It can be seen that. In particular, looking at the graph (a), only the peaks of the (002) and (004) planes of the Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin film are observed, indicating that the thin film is close to a single crystal.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 온도에 따라 각각 산화알루미늄(Al2O3)과 실리콘(Si) 기판상에 증착된 P형 산화아연 박막의 전기적 특성을 보여주는 그래프들이다. 3 are graphs showing electrical characteristics of P-type zinc oxide thin films deposited on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon (Si) substrates, respectively, according to the temperature of the substrate according to the embodiment of the present invention.
도 3의 그래프 (a), (b)를 참조하면, 산화알루미늄 기판과 실리콘 기판의 온도에 따라 각각의 기판상에 증착된 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막의 전기저항, 캐리어(carrier)농도 및 홀(hall) 이동도의 변화를 알 수 있다. Referring to the graphs (a) and (b) of FIG. 3, the electrical resistance and carrier of the Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin film deposited on each substrate according to the temperature of the aluminum oxide substrate and the silicon substrate. Changes in concentration and hall mobility can be seen.
상세히 살펴보면, 450 내지 600℃의 온도 범위 내에서 상기 산화알루미늄 기판과 실리콘 기판상에 증착된 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막 모두 P형의 특성을 보여주고 있다.Looking in detail, both the Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin film deposited on the aluminum oxide substrate and the silicon substrate within the temperature range of 450 to 600 ℃ shows the characteristics of the P-type.
그래프 (a)를 살펴보면, 450 내지 550℃의 온도 범위 내에서 기판의 온도가 증가함에 따라 전기저항과 홀 이동도는 감소하고, 캐리어 농도는 증가함을 알 수 있다. 450 내지 550℃의 온도 범위 내에서 전기저항과 홀 이동도가 감소하는 것은 갈륨(Ga)원자의 아연(Zn) 양이온 자리로의 확산이 증가하기 때문이며, 그 결과 캐리어 농도가 증가하는 것으로 설명할 수 있다. 550 내지 650℃의 온도 범위 내에서 기판의 온도가 더욱 증가함에 따라 전기저항은 증가하고, 캐리어 농도는 감소하게 된다. 이는 기판으로부터 이동해온 카본과 알칼리 이온의 오염으로 인한 것으로 보인다. 상기 산화알루미늄 기판상에 증착된 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막은 550℃에서 최저 저항값 38 ohm-cm을 보이며, 최고 홀 농도값 3.9×1017㎝-3을 보임을 알 수 있다.Looking at the graph (a), it can be seen that as the temperature of the substrate increases within the temperature range of 450 to 550 ° C, the electrical resistance and hole mobility decrease, and the carrier concentration increases. The decrease in electrical resistance and hole mobility within the temperature range of 450 to 550 ° C is due to the increased diffusion of gallium (Ga) atoms into the zinc (Zn) cation sites, which can be explained by the increased carrier concentration. have. As the temperature of the substrate further increases within the temperature range of 550 to 650 ° C., the electrical resistance increases and the carrier concentration decreases. This is likely due to contamination of carbon and alkali ions that have migrated from the substrate. The Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin film deposited on the aluminum oxide substrate showed a minimum resistance value of 38 ohm-cm and a maximum hole concentration value of 3.9 × 10 17 cm -3 at 550 ° C.
그래프 (b)를 살펴보면, 450 내지 550℃의 온도 범위 내에서 기판의 온도가 증가함에 따라 전기저항은 감소하게 되고 최저 저항값인 1.6×10-3 ohm-cm에 도달함을 알 수 있다. 500 내지 550℃의 온도 범위 내에서 전기저항과 홀 농도 모두 증가한다. 기판의 온도가 더욱 증가함에 따라 전기저항값은 계속 증가하는 반면 홀 농도는 감소한다. 상기 실리콘 기판상에 증착된 Ga-N 코도핑 P형 산화아연 박막은 550℃에서 최고 홀 농도값 1.3×1019㎝-3을 보임을 알 수 있다.Looking at the graph (b), it can be seen that as the temperature of the substrate increases within the temperature range of 450 to 550 ° C, the electrical resistance decreases and reaches the minimum resistance value of 1.6 × 10 −3 ohm-cm. Both electrical resistance and hole concentration increase within the temperature range of 500 to 550 ° C. As the temperature of the substrate increases further, the resistance value continues to increase while the hole concentration decreases. Ga-N co-doped P-type zinc oxide thin film deposited on the silicon substrate can be seen that the highest hole concentration value of 1.3 × 10 19 cm -3 at 550 ℃.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 상기 산화알루미늄 기판과 실리콘 기판상에 각각 증착된 Ga-N 코도핑 산화아연 박막은 안정적인 P형의 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the Ga-N co-doped zinc oxide thin films deposited on the aluminum oxide substrate and the silicon substrate, respectively, show stable P-type characteristics.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 증착된 P형 산화아연 박막과 갈륨(Ga)이 도 핑된 N형 산화아연으로 구성된 P-N 동종접합(Homo-junction)의 I-V특성을 보여주는 그래프이다. 본 발명의 실시예에 따라 증착된 Ga-N 코도핑 산화아연 박막이 P형 특성을 보임을 증명하기 위하여 갈륨(Ga)이 도핑된 N형 산화아연 박막층상에 본 발명의 실시예에 따른 Ga-N 코도핑 산화아연 박막층을 증착하여 산화아연 동종접합(Homo-junction)을 합성하였으며, 상기 산화아연 동종접합의 I-V특성을 조사하였다.FIG. 4 is a graph showing I-V characteristics of P-N homojunctions composed of P-type zinc oxide thin films deposited according to an embodiment of the present invention and N-type zinc oxide doped with gallium (Ga). Ga-N co-doped zinc oxide thin film deposited according to an embodiment of the present invention on the gallium (Ga) doped N-type zinc oxide thin film layer to prove that the Ga-N according to the embodiment of the present invention The zinc oxide homo-junction was synthesized by depositing an N co-doped zinc oxide thin film layer and the IV characteristics of the zinc oxide homojunction were investigated.
도 4를 살펴보면, 상기 동종접합의 I-V곡선에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 동종접합은 P-N 다이오드의 전형적인 정류 구동을 보여주고 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따라 증착된 Ga-N 코도핑 산화아연 박막이 P형 특성을 보여주고 있음을 설명하고 있다. Referring to Figure 4, as can be seen from the I-V curve of the homojunction, the homojunction shows a typical rectification drive of a P-N diode. This demonstrates that the Ga-N co-doped zinc oxide thin film deposited according to the embodiment of the present invention shows P-type characteristics.
순 바이어스 전압에서 문턱전압은 산화알루미늄 기판상에 형성된 P형 산화아연 박막의 경우 약 2V를 보이고, 실리콘 기판의 경우 약 1V를 보여주고 있다. 이는 질화갈륨(GaN)이나 셀렌화아연(ZnSe)과 같은 넓은 밴드갭 에너지를 보이는 반도체와 비교하여 볼 때 낮은 수치임을 알 수 있다.At the forward bias voltage, the threshold voltage is about 2V for the P-type zinc oxide thin film formed on the aluminum oxide substrate, and about 1V for the silicon substrate. This is low compared to semiconductors having a wide bandgap energy such as gallium nitride (GaN) or zinc selenide (ZnSe).
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 갈륨(Ga)과 질소(N)의 코도핑을 이용함으로써 결정성 및 전기적 특성이 우수한 P형 산화아연 박막을 제조할 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 시간에 따른 전기적 특성이 저하되지 않는 안정적인 P형 특성을 보여주는 산화아연 박막을 제조할 수 있는 효과를 제공한다. 따라서, 산화아연계 발광다이오드나 광응용소자 등을 제조하는데 효과적으로 적용할 수 있으며, 스 퍼터링법을 이용하기 때문에 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, by using the co-doping of gallium (Ga) and nitrogen (N) provides an advantage that can be produced a P-type zinc oxide thin film excellent in crystallinity and electrical properties. In addition, it provides an effect that can produce a zinc oxide thin film showing a stable P-type characteristics that does not degrade the electrical properties over time. Therefore, the present invention can be effectively applied to manufacture zinc oxide-based light emitting diodes, optical application devices, and the like, and can be manufactured at low cost because the sputtering method is used.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.
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