KR101434327B1 - 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법 - Google Patents

투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101434327B1
KR101434327B1 KR1020130034563A KR20130034563A KR101434327B1 KR 101434327 B1 KR101434327 B1 KR 101434327B1 KR 1020130034563 A KR1020130034563 A KR 1020130034563A KR 20130034563 A KR20130034563 A KR 20130034563A KR 101434327 B1 KR101434327 B1 KR 101434327B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sno
compound semiconductor
present
type
transparent compound
Prior art date
Application number
KR1020130034563A
Other languages
English (en)
Inventor
차국린
Original Assignee
(주)알에프트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)알에프트론 filed Critical (주)알에프트론
Priority to KR1020130034563A priority Critical patent/KR101434327B1/ko
Priority to CN201480002425.4A priority patent/CN104641422A/zh
Priority to PCT/KR2014/000384 priority patent/WO2014157818A1/ko
Priority to EP14775617.5A priority patent/EP2894640A4/en
Priority to JP2015525383A priority patent/JP2015533752A/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR101434327B1 publication Critical patent/KR101434327B1/ko
Priority to US14/620,082 priority patent/US20150155067A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02581—Transition metal or rare earth elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 p-타입으로 도핑된 투명 화합물 반도체 및 그의 p-타입 도핑 방법에 관한 것으로, (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중 하나를 기반으로 한 p-타입으로 도핑되어 투명하면서 전기전도도를 갖는 투명 화합물 반도체를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중 하나에 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)이 도핑된 p-타입의 투명 화합물 반도체 및 그의 p-타입 도핑 방법을 제공한다. (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중 하나에 포함된 (Ba,Sr) 및 Sn에 대해서 치환되는 M은 0<x≤0.7의 조성을 갖는다. (Ba,Sr)SnO3는 Ba1-ySrySnO3(0≤y≤1.0)을 의미한다

Description

투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법{Transparent compound semiconductor and p-type Doping Method thereof}
본 발명은 투명 화합물 반도체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투명하면서 전기전도도를 갖는 p-타입으로 도핑된 투명 화합물 반도체 및 그의 p-타입 도핑 방법에 관한 것이다.
현재 정보통신기술(information technology)의 추세 중에 하나는 전자 소자의 기능과 표시 소자의 기능을 융합하려는 것이다. 전자 소자와 표시 소자가 융합하려면 전자 소자는 투명해야 한다.
따라서 투명성을 만족하면서 전자 소자로서의 기능을 수행할 수 있는 투명 반도체와 투명 전도체, 그 들의 제조 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 예컨대 이러한 투명 전도체로서 ITO(Indium Tin Oxide)이 개발되어 사용되고 있고, ZnO 등이 투명 반도체로 개발되어 있으나 안정성이 떨어져 투명 반도체로서의 응용 가능성이 극히 제한되어 있다.
한국공개특허공보 제2011-0035239호(2011.04.06.)
따라서 본 발명의 목적은 투명하면서 안정성과 전기전도도를 갖는 p-타입으로 도핑된 투명 화합물 반도체 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (Ba,Sr)SnO3및 SnO2중 하나에 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)이 도핑된 p-타입의 투명 화합물 반도체를 제공하며 상기 (Ba,Sr)SnO3는 Ba1-ySrySnO3(0≤y≤1.0)을 의미한다
본 발명에 따른 p-타입의 투명 화합물 반도체에 있어서, (Ba,Sr)Sn1-xMxO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 M은 Ru, Ga, Cu 및 Zn 중에 하나이고, 상기 (Ba,Sr)Sn1-xMxO3는 Ba1-ySrySn1-xMxO3(0≤y≤1.0)을 의미한다.
본 발명에 따른 p-타입의 투명 화합물 반도체에 있어서, (Ba,Sr)1-xMxSnO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 M은 K, Na 및 Rb 중에 하나이고, 상기 (Ba,Sr)1-xMxSnO3는 (Ba1-ySry)1-xMxSnO3(0≤y≤1.0)을 의미한다.
본 발명에 따른 p-타입의 투명 화합물 반도체에 있어서, Sn1-xMxO2(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 M은 Ru일 수 있다.
본 발명은 또한, (Ba,Sr)Sn1-xRuxO3(0<x≤0.7)의 조성을 갖는 p-타입의 투명 화합물 반도체를 제공한다.
본 발명에 따른 p-타입의 투명 화합물 반도체에 있어서, 상기 (Ba,Sr)Sn1-xRuxO3는 (Ba,Sr)Sn03에 Ru를 도핑하여 형성할 수 있다.
본 발명은 또한, (Ba,Sr)1-xKxSnO3(0<x≤0.7)의 조성을 갖는 p-타입의 투명 화합물 반도체를 제공한다.
본 발명에 따른 p-타입의 투명 화합물 반도체에 있어서, 상기 (Ba,Sr)1-xKxSnO3는 (Ba,Sr)SnO3에 K를 도핑하여 형성할 수 있다.
그리고 본 발명은 (Ba,Sr)SnO3에 하나에 포함된 (Ba,Sr) 및 Sn 중에 하나의 일부와 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)을 치환하여 p-타입으로 도핑하는 p-타입의 투명 화합물 반도체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 도핑되지 않은 (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중에 하나에 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)을 도핑함으로써, 투명하면서 전기전도도를 갖는 p-타입의 투명 화합물 반도체를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 고온에서의 전류-전압 특성 그래프이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 상온에서의 전류-전압 특성 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 상온에서의 전류-전압 특성 그래프이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 도핑되지 않은 (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중에 하나를 기반으로 한 p-타입의 투명 화합물 반도체로서, 도핑되지 않은 (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중에 하나에 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)이 도핑된다. 즉 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 도핑되지 않은 (Ba,Sr)SnO3과 SnO2중에 하나에 포함된 (Ba,Sr) 및 Sn 중에 하나의 일부가 M으로 치환되며, M은 0<x≤0.7의 조성을 갖는다. 여기서 (Ba,Sr)은 Ba1-ySry(0≤y≤1.0)을 나타낸다. SnO2는 비정질 또는 결정질이다.
예컨대 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 (Ba,Sr)Sn1-xMxO3(0<x≤0.7)의 조성을 가질 수 있다. 이때 M은 Ru, Ga, Cu 및 Zn 중에 하나일 수 있다. (Ba,Sr)1-xMxSnO3는 (Ba1-ySry)1-xMxSnO3을 의미한다.
또는 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 (Ba,Sr)1-xMxSnO3(0<x≤0.7)의 조성을 가질 수 있다. 이때 M은 K, Na 및 Rb 중에 하나일 수 있다. (Ba,Sr)1-xMxSnO3는 (Ba1-ySry)1-xMxSnO3을 의미한다.
또는 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체는 Sn1-xMxO2(0<x≤0.7)의 조성을 가질 수 있다. 이때 M은 Ru일 수 있다. 여기서 (Ba,Sr)Sn1-xMxO3이 p-타입의 투명 화합물 반도체로 형성되고, RuO2와 SnO2의 결정 구조가 동일하기 때문에, 본 발명에 따른 Sn1-xMxO2(0<x≤0.7) 또한 p-타입의 투명 화합물 반도체로 형성된다.
여기서 M이 0<x≤0.7의 조성비를 갖는 이유는, 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체가 p-타입의 반도체성을 갖도록 하기 위해서이다. 즉 x가 0인 경우에, 예컨대 (Ba,Sr)SnO3는 절연체의 특성을 보이기 때문에, x는 0을 초과해야 한다. M을 도핑해서 0.7을 초과하는 경우에, 예컨대 (Ba,Sr)Sn1-xMxO3는 금속성을 갖기 때문에, M은 0.7 이하의 조성비를 가져야 한다. 따라서 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체가 p-타입의 반도체성을 갖게 하기 위해서, M은 0<x≤0.7의 조성비를 갖는 것이다.
그리고 본 발명에 따른 (Ba,Sr)SnO3을 기반으로 한 투명 화합물 반도체가 p-타입의 반도체성을 갖는 것은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, pn 정션(junction) 다이오드를 통하여 확인할 수 있다. 여기서 도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 고온에서의 전류-전압 특성 그래프이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 상온에서의 전류-전압 특성 그래프이다. 도 1 및 도 3은 리니어 스케일의 전류-전압 특성 그래프를 나타내고, 도 2 및 도 4는 로그 스케일의 전류-전압 특성 그래프를 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 화합물 반도체로는 Ba1-xKxSnO3(0<x≤0.7)를 사용하고, n-타입의 투명 화합물 반도체로는 Ba1-yLaySnO3(0<y<0.1)를 사용하였다.
시료는 STO(Strontium Tin Oxide) 기판 위에 순차적으로 Ba1-yLaySnO3(0<y<0.1)와, Ba1-xKxSnO3(0<x≤0.7)를 적층하여 형성한다. 즉 STO 기판 위에 Ba1-yLaySnO3를 증착하여 n-타입의 제1 투명 화합물 반도체층을 형성한다. 다음으로 제1 투명 화합물 반도체층 위에 Ba1-xKxSnO3를 증착하여 제2 투명 화합물 반도체층을 형성한다. 제2 투명 화합물 반도체층은 스텐실 마스크(stencil mask)를 이용하여 형성하였다.
그리고 시료에 있어서, 제1 및 제2 투명 화합물 반도체층은 동일 두께로 형성하였다.
이때 시료에 사용되는 n-타입의 투명 화합물 반도체인 Ba1-yLaySnO3는 (Ba+La):Sn=1:1의 조성비를 만족한다.
여기서 Ba1-yLaySnO3가 0<x<0.1의 조성비를 갖는 이유는, Ba1-yLaySnO3가 반도체성을 갖도록 하기 위해서이다. y=0 즉, La=0인 경우에는, BaSnO3는 절연체가 되기 때문에, La의 조성비는 0 보다는 커야한다. 또한 La를 도핑한 후 조성비가 0.1이 되는 경우에는 Ba0.9La0.1SnO3는 금속이 되기 때문에, La는 0.1 보다는 작은 조성비를 가져야 한다. 따라서 Ba1-yLaySnO3가 반도체성을 갖기 위해서는, 0<y<0.1의 조성비를 갖는 것이다.
Ba1-yLaySnO3는 양호한 투명성, 안정성 및 10㎠/V sec 이상의 전하이동도를 갖도록, 0.4nm 내지 400nm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 두께로 Ba1-yLaySnO3를 형성하는 이유는 다음과 같다. 먼저 0.4nm가 원자층 하나의 두께에 해당되기 때문에, Ba1-yLaySnO3를 0.4nm 보다는 얇게 형성할 수는 없다. 그리고 Ba1-yLaySnO3의 두께가 400nm을 초과하면 투명성이 떨어지기 때문이다.
그리고 Ba1-yLaySnO3는 단결정 또는 에피텍셜 필름 형태로 제조할 수 있다.
이러한 n-타입의 투명 화합물 반도체로 사용되는 Ba1-yLaySnO3는 다음과 같이 형성할 수 있다.
먼저 Ba1-yLaySnO3는 BaSnO3에 La를 도핑하여 형성할 수 있다. BaSnO3는 격자상수가 0.41nm인 절연성 물질로서, 3eV보다 큰 밴드갭을 가지며, 투명하다.
이때 Ba1-yLaySnO3의 기초 물질로 BaSnO3를 사용한 이유는 다음과 같다. 먼저 기초과학적인 측면에서 밴드갭이 4eV 가까이 되는 절연체에 금속 물질의 도핑이 1020/㎤ 이하가 되면서, 전하이동도가 클 수 있는 물질이 있다는 것에 대해서 예상하는 데는 무리가 있다. 하지만 본 발명에서는 BaSnO3와 같이 ABO3구조를 갖는 페라브스카이트(perovskite) 금속산화물 구조에서 A-위치(site) 도핑을 통하여 높은 전하이동도의 구현이 가능하다는 것을 확인하였다. 즉 페라브스카이트 금속산화물은 결정화(crystallization) 온도가 다른 구조의 금속화합물에 비해 높은 점은 있지만, 두 개의 양이온(cation) 위치에 물질을 도핑할 수 있는 가능성을 제공하는 장점을 갖고 있다. 특히 본 발명에서는 3eV의 높은 밴드갭을 가진 페라브스카이트 금속산화물인 BaSnO3를 Ba1-yLaySnO3의 기초 물질로 사용하였다.
BaSnO3는 3eV 보다 큰 밴드갭을 가지고 있으며, 이것은 투명성이 높다는 것을 의미한다. 또한 이러한 높은 밴드갭을 가진 BaSnO3를 이용한 Ba1-yLaySnO3는 약 1.2eV의 밴드갭을 갖는 실리콘이나, 약 1.5eV의 밴드갭을 갖는 GaAs에 비해서 투명성 측면에서 장점들을 갖고 있다.
또는 Ba1-yLaySnO3는 Ba화합물, La화합물 및 Sn화합물을 반응시켜 형성할 수 있다. 이때 Ba화합물로는 BaCO3또는 BaO이 사용될 수 있다. La화합물로는 La2O3이 사용될 수 있다. 그리고 Sn화합물로는 SnO2이 사용될 수 있다. 예컨대 Ba화합물, La화합물 및 Sn화합물을 Ba1-yLaySnO3(0<y<0.1)의 조성비에 따라 혼합한 후, 500도 내지 1500도로 반응시켜 Ba1-yLaySnO3를 제조한다. 이때 500도 내지 1500도에서 반응을 수행하는 이유는, 500도 이하에서는 Ba1-yLaySnO3의 결정구조가 형성되지 않고, 1500도 초과하는 경우에는 Ba1-yLaySnO3의 결정구조가 깨지거나 투명 화합물 반도체로서의 특성이 떨어지기 때문이다.
Ba1-yLaySnO3는 Ba화합물, La화합물 및 Sn화합물을 반응시켜 형성할 때, 베이스 기판을 제공하고 물리적 또는 화학적인 방법을 사용하여 베이스 기판 위에 형성할 수 있다. 베이스 기판으로는 ABO3구조를 갖는 페라브스카이트 금속산화물로서, 격자상수가 0.41nm인 BaSnO3와 비슷한 물질이 사용될 수 있다. 예컨대 베이스 기판으로는 격자상수가 0.37~0.45nm인 SrTiO3,LaAlO3,SrZrO3,BaNbO3등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
그리고 Ba화합물, La화합물 및 Sn화합물을 반응시켜 형성한 Ba1-yLaySnO3는 10㎠/V sec 이상의 전하이동도를 갖는다. 특히 Ba1-yLaySnO3는 상온에서 10㎠/V sec 이상의 전하이동도를 갖는다.
이와 같이 제조된 시료가 pn 정션 다이오드의 특성을 나타내는 지의 여부를 전류-전압 특성으로부터 확인하였다.
먼저 시료의 고온에서의 전류-전압 특성을 확인한 결과, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다이오드의 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한 시료의 상온에서의 전류-전압 특성을 확인한 결과, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드의 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 n-타입의 제1 투명 화합물 반도체층과, 본 발명에 따른 Ba1-xKxSnO3(0<x≤0.7)을 이용하여 제조된 시료가 다이오드 특성을 나타내고 있기 때문에, 본 발명에 따른 Ba1-xKxSnO3(0<x≤0.7)이 p-타입의 반도체성을 갖고 있음을 확인할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 SrSnO3을 기반으로 한 투명 화합물 반도체가 p-타입의 반도체성을 갖는 것은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, pn 정션(junction) 다이오드를 통하여 확인할 수 있다. 여기서 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 화합물 반도체를 이용하여 제조된 시료의 상온에서의 전류-전압 특성 그래프이다. 도 5는 리니어 스케일의 전류-전압 특성 그래프를 나타내고, 도 6은 로그 스케일의 전류-전압 특성 그래프를 나타낸다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 화합물 반도체로는 SrSn1-xRuxO3(0<x≤0.7)를 사용하고, n-타입의 투명 화합물 반도체로는 SrSn1-ySbyO3(0<y<0.1)를 사용하였다.
이때 시료는 KTO(KTaO3)기판 위에 순차적으로 SrSn1-ySbyO3(0<y<0.1)와, SrSn1-xRuxO3(0<x≤0.7)를 적층하여 형성한다. 즉 STO 기판 위에 SrSn1-ySbyO3를 증착하여 n-타입의 제1 화합물 반도체층을 형성한다. 다음으로 제1 화합물 반도체층 위에 SrSn1-xRuxO3를 증착하여 제2 화합물 반도체층을 형성한다. 이때 제2 화합물 반도체층 위에 SrRuO3를 증착한다. 이때 제2 화합물 반도체층과 SrRuO3은 각각 스텐실 마스크를 이용하여 형성하였다.
이와 같이 제조된 시료가 pn 정션 다이오드의 특성을 나타내는 지의 여부를 전류-전압 특성으로부터 확인하였다.
먼저 시료의 상온에서의 전류-전압 특성을 확인한 결과, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다이오드의 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 n-타입의 제1 투명 화합물 반도체층과, 본 발명에 따른 SrSn1-xRuxO3(0<x≤0.7)을 이용하여 제조된 시료가 다이오드 특성을 나타내고 있기 때문에, 본 발명에 따른 SrSn1-xRuxO3(0<x≤0.7)이 p-타입의 반도체성을 갖고 있음을 확인할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체 중, BaSn1-xMxO3(0<x≤0.7)의 조성을 갖는 투명 화합물 반도체의 p-타입의 반도체성 또한, pn 정션을 통하여 확인할 수 있다. 예컨대 전술된 바와 같이 제2 실시예에 따른 SrSnO3에 Ru를 도핑한 화합물 반도체가 p-타입의 반도체성을 나타내기 때문에, BaSnO3에 Ru를 도핑한 투명 화합물 반도체에서도 p-타입의 반도체성을 나타낼 것이라는 것을 간접적으로 확인할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 화합물 반도체 중, Sn1-xRuxO2(0<x≤0.7)의 조성을 갖는 투명 화합물 반도체의 p-타입의 반도체성은 아래와 같이 확인할 수 있다. 즉 BaSn1-xMxO3및 SrSn1-xMxO3이 p-타입의 투명 화합물 반도체로 형성되고, Ru와 Sn의 결정 구조가 동일하기 때문에, 본 발명에 따른 Sn1-xMxO2(0<x≤0.7) 또한 p-타입의 반도체성을 나타낼 것이라는 것을 간접적으로 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

Claims (9)

  1. (Ba,Sr)SnO3에 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)이 도핑되며, 상기 (Ba,Sr)은 Ba1-ySry(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  2. 제1항에 있어서,
    (Ba,Sr)Sn1-xMxO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 M은 Ru, Ga, Cu 및 Zn 중에 하나이고, 상기 (Ba,Sr)Sn1-xMxO3는 Ba1-ySrySn1-xMxO3(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  3. 제1항에 있어서,
    (Ba, Sr)1-xMxSnO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 M은 K, Na 및 Rb 중에 하나이고, 상기 (Ba,Sr)1-xMxSnO3는 (Ba1-ySry)1-xMxSnO3(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  4. 삭제
  5. (Ba,Sr)Sn1-xRuxO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 (Ba,Sr)은 Ba1-ySry(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (Ba,Sr)Sn1-xRuxO3는 (Ba,Sr)Sn03에 Ru를 도핑하여 형성하는 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  7. (Ba,Sr)1-xKxSnO3(0<x≤0.7)의 조성을 가지며, 상기 (Ba,Sr)은 Ba1-ySry(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (Ba,Sr)1-xKxSnO3는 (Ba,Sr)SnO3에 K를 도핑하여 형성하는 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체.
  9. (Ba,Sr)SnO3에 포함된 상기 (Ba,Sr) 및 Sn 중 하나의 일부와 M(M은 Ru, Ga, Cu, Zn, K, Na 및 Rb 중에 하나)을 치환하여 p-타입으로 도핑하며, 상기 (Ba,Sr)은 Ba1-ySry(0≤y≤1.0)인 것을 특징으로 하는 p-타입의 투명 화합물 반도체의 제조 방법.
KR1020130034563A 2013-03-29 2013-03-29 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법 KR101434327B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034563A KR101434327B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법
CN201480002425.4A CN104641422A (zh) 2013-03-29 2014-01-14 透明化合物半导体及其p型掺杂方法
PCT/KR2014/000384 WO2014157818A1 (ko) 2013-03-29 2014-01-14 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법
EP14775617.5A EP2894640A4 (en) 2013-03-29 2014-01-14 TRANSPARENT CONNECTORS AND P-DOTING METHOD THEREFOR
JP2015525383A JP2015533752A (ja) 2013-03-29 2014-01-14 透明化合物半導体及びそのｐ−タイプドーピング方法
US14/620,082 US20150155067A1 (en) 2013-03-29 2015-02-11 Transparent compound semiconductor and p-type doping method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034563A KR101434327B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101434327B1 true KR101434327B1 (ko) 2014-08-27

Family

ID=51624742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130034563A KR101434327B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150155067A1 (ko)
EP (1) EP2894640A4 (ko)
JP (1) JP2015533752A (ko)
KR (1) KR101434327B1 (ko)
CN (1) CN104641422A (ko)
WO (1) WO2014157818A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069150A (ko) 2017-12-11 2019-06-19 서울과학기술대학교 산학협력단 p형 산화물 박막의 제조방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102277143B1 (ko) * 2016-07-20 2021-07-15 한국전자통신연구원 P형 산화물 반도체, p형 산화물 반도체 제조 방법 및 이를 포함하는 트랜지스터
US20180026104A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Electronics And Telecommunications Research Institute P-type oxide semiconductor, method for forming p-type oxide semiconductor, and transistor with the p-type oxide semiconductor
US10886033B2 (en) * 2017-09-28 2021-01-05 Regents Of The University Of Minnesota Conductive films

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020096129A (ko) * 2001-06-18 2002-12-31 삼성전자 주식회사 반도체 소자의 커패시터 형성방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61155947A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Fuigaro Giken Kk 排ガスセンサ
US4940495A (en) * 1988-12-07 1990-07-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Photovoltaic device having light transmitting electrically conductive stacked films
EP0940673B1 (en) * 1993-06-18 2009-04-08 City Technology Limited Method using a semiconductor gas sensor.
JP2000196155A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Murata Mfg Co Ltd 超伝導電極を用いた高周波部品
CA2385721C (en) * 1999-10-11 2009-04-07 University College Dublin Electrochromic device
JP4494756B2 (ja) * 2002-11-25 2010-06-30 日本特殊陶業株式会社 誘電体磁器組成物及びそれを用いた誘電体共振器
JP2004290794A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Toto Ltd 光触媒材料
KR100601945B1 (ko) * 2004-03-10 2006-07-14 삼성전자주식회사 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
EP2174329B1 (de) * 2007-07-23 2011-02-09 Basf Se Photovoltaische tandem-zelle
KR100997379B1 (ko) * 2008-08-08 2010-11-30 한국과학기술연구원 선형적 유전특성을 나타내는 유전체 박막 조성물
US20140134823A1 (en) * 2011-06-20 2014-05-15 Advanced Technology Materials, Inc. High-k perovskite materials and methods of making and using the same
US20160005987A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Sharp Laboratories Of America, Inc. Planar Structure Solar Cell with Inorganic Hole Transporting Material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020096129A (ko) * 2001-06-18 2002-12-31 삼성전자 주식회사 반도체 소자의 커패시터 형성방법

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
‘Preparation and application in p-n homojunction diode of p-type transparent conducting Ga-doped SnO2 thin films’, Thin solid films, 2010, Vol. 518, No. 19, pp 5542-5545.*
‘Structural, Electrical and Optical Properties of p-Type Transparent Conducting SnO2:Zn Film’, Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 2012, Vol. 22, Issue. 1, pp 21-26.*
'Preparation and application in p-n homojunction diode of p-type transparent conducting Ga-doped SnO2 thin films', Thin solid films, 2010, Vol. 518, No. 19, pp 5542-5545. *
'Structural, Electrical and Optical Properties of p-Type Transparent Conducting SnO2:Zn Film', Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 2012, Vol. 22, Issue. 1, pp 21-26. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069150A (ko) 2017-12-11 2019-06-19 서울과학기술대학교 산학협력단 p형 산화물 박막의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014157818A1 (ko) 2014-10-02
EP2894640A1 (en) 2015-07-15
CN104641422A (zh) 2015-05-20
JP2015533752A (ja) 2015-11-26
EP2894640A4 (en) 2015-09-16
US20150155067A1 (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. High-Performance Oxide-Based p–n Heterojunctions Integrating p-SnO x and n-InGaZnO
Lee et al. Transparent perovskite barium stannate with high electron mobility and thermal stability
Wang et al. Recent developments in p‐Type oxide semiconductor materials and devices
Kim et al. Physical properties of transparent perovskite oxides (Ba, La) SnO 3 with high electrical mobility at room temperature
Bukke et al. Lanthanum doping in zinc oxide for highly reliable thin-film transistors on flexible substrates by spray pyrolysis
TWI798187B (zh) 構造物、其製造方法、半導體元件及電子電路
Krausmann et al. Charge transport in low-temperature processed thin-film transistors based on indium oxide/zinc oxide heterostructures
KR101348271B1 (ko) 투명 화합물 반도체 및 그의 제조 방법
KR101434327B1 (ko) 투명 화합물 반도체 및 그의 ｐ-타입 도핑 방법
Gogova et al. Lanthanum-doped barium stannate-a new type of critical raw materials-free transparent conducting oxide
CN102150247A (zh) 稳定的无定形金属氧化物半导体
Min et al. Switching enhancement via a back-channel phase-controlling layer for p-type copper oxide thin-film transistors
Park et al. Ag2O/β-Ga2O3 heterojunction-based self-powered solar blind photodetector with high responsivity and stability
Mude et al. High performance of solution-processed amorphous p-channel copper-tin-sulfur-gallium oxide thin-film transistors by UV/O3 photocuring
Wei et al. Growth, Microstructures, and Optoelectronic Properties of Epitaxial BaSn1–x Sb x O3− δ Thin Films by Chemical Solution Deposition
KR101467237B1 (ko) 반도성 박막과 절연성 박막으로 적층형성된 초격자구조 박막이 구비된 반도체소자
Kykyneshi et al. Transparent conducting oxides based on tin oxide
US9976913B2 (en) Thermal history devices, systems for thermal history detection, and methods for thermal history detection
kumar Chinnakutti et al. Lithium inserted ZnSnN2 thin films for solar absorber: n to p-type conversion
Chen et al. Polymer-assisted deposition of gallium oxide for thin-film transistor applications
Kim et al. Highly stable thin-film transistors based on indium oxynitride semiconductor
Kim et al. Effect of Al concentration on Al-doped ZnO channels fabricated by atomic-layer deposition for top-gate oxide thin-film transistor applications
KR20140148245A (ko) 산화물 반도체, 이를 이용한 박막 및 박막 트랜지스터
Zhao et al. Improved electrical and optical properties in epitaxial Cd2SnO4 films
Wang P-type Oxide Semiconductors for Transparent & Energy Efficient Electronics

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee