KR20150126994A - 정류 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents
정류 다이오드 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150126994A KR20150126994A KR1020150048938A KR20150048938A KR20150126994A KR 20150126994 A KR20150126994 A KR 20150126994A KR 1020150048938 A KR1020150048938 A KR 1020150048938A KR 20150048938 A KR20150048938 A KR 20150048938A KR 20150126994 A KR20150126994 A KR 20150126994A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxide semiconductor
- electrode
- insulator
- layer
- insulator layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 23
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 128
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 138
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005689 Fowler Nordheim tunneling Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
-
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
-
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
-
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/318—Inorganic layers composed of nitrides
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
- H01L29/66136—PN junction diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
정류 다이오드 및 그 제조방법을 제공한다. 이러한 정류 다이오드는 절연체 물질을 포함하는 절연체층 및 상기 절연체층 상에 위치하고, n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 반도체층을 포함하고, 상기 절연체층과 상기 반도체층 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 향상된 전기적 특성을 갖는 정류 다이오드를 제공할 수 있다. 또한, 기존 산화물 다이오드와 비교하였을 때 많은 제약을 받는 P-type 산화물 반도체를 절연체층으로 대체함에 따라, 재료선택의 폭이 보다 넓어질 수 있다. 따라서, 전기적 특성 변화의 조절 범위 또한 넓힐 수 있다.
Description
본 발명은 정류 다이오드에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 산화물 반도체와 절연체 사이에서 일어나는 정류효과를 이용한 정류 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정류 다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하고, 그 역방향으로 흐르지 못하게 하는 성질을 가진 반도체 소자이다.
이러한 정류 다이오드는 일반적인 N형(N-type)과 P형(P-type) 반도체로 이루어진 P-N 접합 다이오드(P-N junction Diode), 금속과 반도체 두 층으로 이루어진 MS Diode 또는 금속, 절연체 및 반도체 세 층으로 구성된 MIS Diode가 있다.
한편, 종래에 연구 중인 산화물 다이오드는 N-type 산화물 반도체와 P-type 산화물 반도체로 이루어져 있으며, 약 104 내지 106 정도의 정류 비(Rectifying ratio)를 갖는다.
일반적으로 P-type 산화물 반도체는 산화물 반도체가 갖는 고유 특성상 제작이 쉽지 않아 그 종류가 매우 적어 재료선택의 폭이 좁은 편이다. 이와 같은 이유로, N-type과 P-type 산화물 반도체로 이루어진 다이오드의 경우 전기적 특성을 조절하는데 있어 많은 제약을 받는다. 또한, 다이오드 특성에서 매우 중요한 정류 비가 비교적 낮은 편이다.
따라서, 전기적 특성변화의 조절 범위를 넓힐 수 있고, 향상된 정류 비를 갖고, 나아가 투명 다이오드로 구현 가능한 새로운 정류 다이오드 소자의 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투명하며 향상된 전기적 특성을 갖는 정류 다이오드 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 정류 다이오드를 제공한다. 상기 정류 다이오드는 절연체 물질을 포함하는 절연체층 및 상기 절연체층 상에 위치하고, n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층을 포함할 수 있다. 이때 상기 절연체층과 상기 산화물 반도체층 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연체층은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 IGZO인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연체층과 전기적으로 연결된 제1 전극 및 상기 산화물 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 산화물 반도체층과 정류특성을 갖지 않는 금속을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 독립적으로 Al, Cu, Pt, Ti, In, Ga, Zn, Au 및 Mo로 구성된 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 한다. 이때의 투명 전극은 ITO 전극인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연체층과 상기 산화물 반도체층의 두께 비는 1:1 내지 1:6일 수 있다.
또한, 상기 절연체층의 두께는 10 nm 내지 200 nm일 수 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 정류 다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 정류 다이오드 제조방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 절연체 물질을 포함하는 절연체층을 형성하는 단계, 상기 절연체층 상에 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 산화물 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 절연체층과 산화물 반도체층 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산화물 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극을 형성하는 단계 사이에 또는 상기 제2 전극을 형성하는 단계 이후에, 상기 기판을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때의 기판을 열처리하는 단계는 100 ℃ 내지 250 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연체층은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 IGZO인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 향상된 전기적 특성을 갖는 정류 다이오드를 제공할 수 있다.
또한, 기존 산화물 다이오드와 비교하였을 때 많은 제약을 받는 P-type 산화물 반도체를 절연체층으로 대체함에 따라, 재료선택의 폭이 보다 넓어질 수 있다. 따라서, 전기적 특성 변화의 조절 범위 또한 넓힐 수 있다.
또한, 산화물 반도체층과 절연체층 사이 계면에서 일어나는 정류 효과를 이용하기 때문에 사용할 수 있는 전극의 제약이 거의 없다.
또한, 가시광 영역에서의 투과율이 매우 높기 때문에 투명 소자에 응용 가능하다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드의 일 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류 다이오드의 일 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드를 공정단계에 따라 나타낸 단면도들이다.
도 9는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드 및 절연체 단일층의 전기적 특성을 측정한 그래프이다.
도 10은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 off-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 11은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 C-V 특성을 1/C2 값과 전압으로 표현한 그래프이다.
도 12는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 On-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드다이어그램이다.
도 13은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 I-V 특성을 P-N plot 방식을 통하여 plot한 결과이다.
도 14는 산화물반도체와 절연체로 이루어진 다이오드의 전기적 특성(I-V curve)을 이상곡선계수를 구하기 위하여 Ln(I)값과 전압으로 표시한 그래프이다.
도 15는 제조예 1에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 16은 제조예 2에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 17은 제조예 3에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 18은 제조예 4에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 정류 다이오드에서 절연체층의 두께에 따른 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류 다이오드의 일 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드를 공정단계에 따라 나타낸 단면도들이다.
도 9는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드 및 절연체 단일층의 전기적 특성을 측정한 그래프이다.
도 10은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 off-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 11은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 C-V 특성을 1/C2 값과 전압으로 표현한 그래프이다.
도 12는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 On-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드다이어그램이다.
도 13은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 I-V 특성을 P-N plot 방식을 통하여 plot한 결과이다.
도 14는 산화물반도체와 절연체로 이루어진 다이오드의 전기적 특성(I-V curve)을 이상곡선계수를 구하기 위하여 Ln(I)값과 전압으로 표시한 그래프이다.
도 15는 제조예 1에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 16은 제조예 2에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 17은 제조예 3에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 18은 제조예 4에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 정류 다이오드에서 절연체층의 두께에 따른 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어 “C/B/A 다층구조”는 A층 상에 B층 및 C층이 차례도 위치하는 구조를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드의 일 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드는 절연체층(300) 및 이러한 절연체층(300) 상에 위치하는 산화물 반도체층(400)을 포함한다. 이때의 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
절연체층(300)은 절연체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 절연체층(300)은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함할 수 있다. 예컨대, 절연체층(300)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiO2) 또는 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연체층(300)과 후술하는 산화물 반도체층의 두께 비는 1:1 내지 1:6로 설정하는 것이 바람직하다. 만일, 절연체층의 두께 대비 산화물 반도체층의 두께를 1:6을 초과하여 두껍게 설정할 경우, 산화물 반도체층 전체를 공핍층으로 형성하기 곤란한 바, 낮은 off-current를 구현하기 곤란할 수 있다.
또한, 절연체층의 두께는 10 nm 내지 200 nm일 수 있다. 예컨대, SiNx 절연체층의 두께를 30 nm로 설정할 수 있다. 만일, 절연체층의 두께를 10 nm 이하로 설정할 경우, 절연체 역할을 못할 수 있다. 또한, 절연체층의 두께를 200 nm 초과로 설정할 경우, 절연체층의 저항이 너무 높아져서 전류가 흐르지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
산화물 반도체층(400)은 절연체층(300) 상에 위치한다. 이러한 산화물 반도체층(300)은 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 InGaZnO(IGZO)일 수 있다.
또한, 이러한 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 비정질일 수 있다.
본 발명에 따르면, 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 나타나는 정류특성을 이용한다.
예를 들어, 산화물 반도체층(400)에 (+)전압을 인가하고 절연체층(300)에 (-) 전압을 인가한 경우, 전류는 흐르지 않으나, 산화물 반도체층(400)에 (-) 전압을 인가하고 절연체층(300)에 (+) 전압을 인가한 경우, 전류가 흐르는 정류특성을 갖는다.
따라서, 본 발명에 따르면, 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 나타나는 정류특성을 이용하기 때문에, 재료선택의 폭이 좁은 P-type 산화물 반도체을 사용하지 않아도, 정류특성을 갖는 산화물 다이오드를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정류 다이오드는 전기적 특성변화의 조절 범위를 넓힐 수 있고, 향상된 정류 비를 갖는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류 다이오드의 일 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드는 기판(100), 제1 전극(200), 절연체층(300), 산화물 반도체층(400) 및 제2 전극(500)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 지지기판으로서 다양한 물질을 선택할 수 있다. 본 발명에 따른 정류 다이오드가 투명 소자에 응용될 경우, 기판(100) 역시 투명 재질의 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리(glass) 기판일 수 있다.
제1 전극(200)은 기판(100) 상에 위치한다. 본 발명의 따른 정류 다이오드는 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 나타나는 정류특성을 이용하기 때문에 제1 전극(200) 물질의 특별한 제한이 없다. 따라서, 제1 전극(200)은 다양한 금속 물질을 사용할 수 있다.
예를 들어, 제1 전극(200)은 산화물 반도체층(400)과 정류특성을 갖지 않는 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(200)은 Al, Cu, Pt, Ti, In, Ga, Zn, Au 및 Mo로 구성된 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 전극(200)은 투명 재질의 도전성 물질을 사용할 수도 있다. 즉, 제1 전극(200)은 투명 전극일 수 있다. 예컨대, 이러한 투명 전극은 ITO 전극일 수 있다.
한편, 본 실시예와 다르게 제1 전극(200)은 후술하는 절연체층(300)과 전기적으로 연결되는 구조이면 그 형태 및 위치에 특별한 제한은 없다.
절연체층(300)은 제1 전극(200)상에 위치한다. 이러한 절연체층(300)은 절연체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 절연체층(300)은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함할 수 있다. 예컨대, 절연체층(300)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiO2) 또는 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다.
산화물 반도체층(400)은 절연체층(300) 상에 위치한다. 이러한 산화물 반도체층(400)은 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 InGaZnO(IGZO)일 수 있다.
또한, 이러한 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 비정질일 수 있다.
따라서, 이러한 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 발생되는 정류 특성을 이용하여 다이오드 구동을 수행할 수 있다.
제2 전극(500)은 산화물 반도체층(400) 상에 위치한다. 본 발명의 따른 정류 다이오드는 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 나타나는 정류특성을 이용하기 때문에 제2 전극(200) 역시 제1 전극(200)과 마찬가지로 물질의 특별한 제한이 없다. 따라서, 제2 전극(200)은 다양한 전극 물질을 사용할 수 있다.
예를 들어, 제2 전극(500)은 산화물 반도체층(400)과 정류특성을 갖지 않는 금속을 포함할 수 있다. 즉, 제1 전극(200) 및 제2 전극(500) 물질로 산화물 반도체층(400)과 정류특성을 갖지 않는 금속을 선택할 수 있다. 예컨대, 제2 전극(500)은 Al, Cu, Pt, Ti, In, Ga, Zn, Au 및 Mo로 구성된 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 제2 전극(500)은 투명 재질의 도전성 물질을 사용할 수도 있다. 즉, 제2 전극(500)은 투명 전극일 수 있다. 예를 들어, 이러한 투명 전극은 ITO 전극일 수 있다. 따라서, 제1 전극(200) 및 제2 전극(500) 모두 투명 전극을 사용할 수 있기 때문에 투명 소자에 적용 가능하다.
한편, 이러한 제2 전극(500)은 패턴된 형태일 수 있다. 한편, 본 실시예와 다르게 제2 전극(500)은 산화물 반도체층(400)과 전기적으로 연결되는 구조이면 그 형태 및 위치에 특별한 제한은 없다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 다이오드를 공정단계에 따라 나타낸 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 기판(100)을 준비한다. 이러한 기판(100)은 지지기판의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 기판(100)은 유리(glass) 기판 또는 PEN(polyethylene-naphthalate) 기판일 수 있다.
이러한 기판(100)을 준비하는 단계는 세척(cleaning) 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 초음파세척기에 각각 10분씩 아세톤과 메탄올을 이용하여 유리 기판을 세척할 수 있다.
도 4를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 전극(200)을 형성한다.
제1 전극(200)은 특별한 제한이 없이 다양한 전극 물질을 사용할 수 있다.
이러한 제1 전극(200)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법, 스퍼터링법 또는 용액공정법이 가능하다.
도 5를 참조하면, 제1 전극(200) 상에 절연체 물질을 포함하는 절연체층(300)을 형성한다.
예를 들어, 이러한 절연체 물질은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함할 수 있다. 예컨대, 절연체 물질은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiO2) 또는 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다.
이러한 절연체층(300)은 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법, 스퍼터링법 또는 용액공정법을 이용하여 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 절연체층(300) 상에 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층(400)을 형성할 수 있다.
이러한 산화물 반도체층(400)은 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 InGaZnO(IGZO)일 수 있다.
이러한 산화물 반도체층(400)은 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법, 스퍼터링법 또는 용액공정법을 이용하여 형성할 수 있다.
따라서, 이러한 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 7을 참조하면, 제1 전극(200), 절연체층(300) 및 산화물 반도체층(400)이 형성된 기판(100)을 열처리할 수 있다.
이때의 열처리 온도는 100 ℃ 내지 250 ℃일 수 있다. 따라서, 이러한 어닐링(annealing) 단계를 통하여 정류 특성 향상 효과가 있다.
또한, 이러한 기판을 열처리하는 단계는 진공 분위기 또는 환원 분위기 등 다양한 분위기에서 열처리할 수 있다. 예를 들어, 수소(H2) 분위기에서 기판을 열처리할 수 있다.
한편, 이러한 열처리 단계는 제2 전극(500)을 형성하는 단계 이후에 수행할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 산화물 반도체층(400) 상에 제2 전극(500)을 형성한다.
본 발명의 따른 정류 다이오드는 절연체층(300)과 산화물 반도체층(400) 사이에 나타나는 정류특성을 이용하기 때문에 제2 전극(200) 역시 제1 전극(200)과 마찬가지로 물질의 특별한 제한이 없다. 따라서, 제2 전극(200)은 다양한 전극 물질을 사용할 수 있다.
이러한 제2 전극(200)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법, 스퍼터링법 또는 용액공정법이 가능하다.
이하, 절연체층과 산화물 반도체층 사이에서 일어나는 정류현상 메커니즘에 대하여 설명한다.
<정류 현상을 일으키는 과정 중 off-current를 형성시키는 과정>
도 9는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드 및 절연체 단일층의 전기적 특성을 측정한 그래프이다.
도 9(a)는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드(Mo/a-IGZO/SiNx/Mo)의 전기적 특성을 측정한 그래프이다. 도 9(b)는 절연체 단일층(Mo/SiNx/Mo)의 전기적 특성을 측정한 그래프이다.
도 9(a) 및 도 9(b)를 참조하면, 도 9(a)에서 산화물 반도체와 절연체를 이용한 다이오드의 오프-전류(off-current)는 매우 낮은 누설전류를 보인다. 이는 도 9(b)의 절연체의 누설전류보다도 수천 내지 수만 배 낮은 전류 값을 보인다.
도 10은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 off-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 10을 참조하면, 상부전극/산화물반도체층/절연체층/하부전극 구조에서 상부 전극에 양(+)의 전압, 즉 역방향 바이어스(reverse bias)를 인가하였을 때 산화물 반도체(Oxide semiconductor)가 공핍층(depletion layer)으로 변하게 되고 depletion layer가 된 산화물 반도체의 저항(RD)과 절연체의 저항(RI)이 합쳐져서 다이오드의 총 저항은 증가하게 된다. 따라서, 낮은 전류 값을 보이게 된다.
도 11은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 C-V 특성을 1/C2 값과 전압으로 표현한 그래프이다.
도 11을 참조하면, 일정 구간에서 선형적으로 증가함(적색선)에 따라 산화물 반도체(a-IGZO)가 depletion이 잘 형성됨을 알 수 있다.
즉, 1/C2 과 전압관계는 모트-쇼트키 플롯(Mott-Schottky plot)으로 알려져 있으며 반도체의 Capacitor의 제곱값의 역수가 전압에 따라 선형적으로 증가함을 통해 반도체의 depletion 영역이 형성되는 것을 알 수 있다.
따라서, 단일 절연체보다도 수천 내지 수만 배 낮은 누설 전류값이 절연체와 산화물반도체의 depletion layer의 저항이 직렬 저항으로 작용하였기 때문임을 알 수 있다. 또한 약 1.2 V 이상에서 일정한 Capacitance 값을 보임에 따라 산화물 반도체 층이 Fully depleted layer(산화물 반도체 층 모두가 depletion layer 변함)로 변한 것을 확인 할 수 있다.
<정류 현상을 일으키는 과정 중 on-current를 형성시키는 과정>
상술한 도 9를 참조하면, 도 9(a)의 산화물 반도체와 절연체 사이에 흐르는 on-current는 도 9(b)의 단일 절연체의 누설전류보다도 수천 배 높은 전류값을 갖는다.
도 12는 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 On-current가 형성되는 과정을 설명하는 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 12를 참조하면, 상부전극/산화물반도체층/절연체층/하부전극 구조에서 상부 전극에 음(-)의 전압, 즉 정방향 바이어스를 인가하였을 때 산화물 반도체와 절연체의 계면에 존재하는 에너지 장벽을 전자가 흐르기 때문인데, 계면 사이에 산화물 반도체에서 절연체로 통과하여 전류가 흐를 수 있는 에너지 장벽을 낮추는 요인이 존재하기 때문이다. 즉, 산화물 반도체와 절연체의 계면에서 전자들이 절연체의 에너지 장벽을 쉽게 넘어갈 수 있는 어떠한 반응(적색선)에 따라 on-current를 형성한다.
이 에너지 장벽을 낮추는 요인과 관련하여 P-N plot 방식을 통하여 Folwer-Nordheim mechanism을 통하여 전류가 흐른다는 것을 예상할 수 있다.
도 13은 산화물 반도체와 절연체 접합으로 이루어진 다이오드의 I-V 특성을 P-N plot 방식을 통하여 plot한 결과이다.
도 13을 참조하면, 산화물 반도체와 절연체의 전기적 특성(I-V curve)을 ln(J/E2)과 1/E의 관계로 표현한 그래프(F-N plot)이다. 이때의 J는 전류밀도(current density)이고 E는 전계(electric field)이다. 도 12과 같이 절연체의 에너지장벽을 넘어갈 때 F-N plot에서 선형적으로 증가하는 구간이 형성된다.
즉, - 0.233 V에서 P-N plot의 기울기가 일차함수의 방정식임을 통해서 on-current를 형성시키는 전류가 Fowler-Nordheim 터널링 메커니즘의 지배적인 것을 확인할 수 있다.
Fowler-Nordheim 터널링 메커니즘이란 두 재료 사이에 에너지 장벽이 존재할 시, 일정 전압을 주어 에너지 장벽을 타고 전류가 흐르는 메커니즘이다.
<다이오드 특성; 이상계수(Ideality factor) 부문>
도 14는 산화물반도체와 절연체로 이루어진 다이오드의 전기적 특성(I-V curve)을 이상곡선계수를 구하기 위하여 Ln(I)값과 전압으로 표시한 그래프이다.
도 14를 참조하면, 기존의 Si 기반의 p-n 접합의 경우 1 내지 2 사이의 이상계수를 가진다. 하지만 기존의 산화물 반도체로 이루어진 p-n 접합은 2 보다 큰 이상계수를 가진다고 알려져 있다. 이는 표면 및 계면에 존재하는 준위 및 결함으로부터 발생하는 재결합 혹은 깊은(deep) 준위로부터 발생하는 터널링 등으로 인하여 2보다 큰 이상 계수를 가진다고 알려져 있다.
본 발명에서 제작된 산화물 반도체와 절연체로 이루어진 다이오드의 경우 도 14에서는 2.53의 값을 가지는데, 이는 기존의 보고된 산화물반도체로 이루어진 다이오드들과 비슷한 값을 가진다. 이를 통하여 본 발명에서 제작된 다이오드가 산화물 반도체 형식의 다이오드임을 예상할 수 있다.
제조예 1
본 발명의 일 실시예에 따른 [Mo/ZnO/Al2O3/Mo] 구조의 정류 다이오드를 제조하였다.
제1 전극은 Mo로 구성된다. 이러한 Mo 전극 상에 10 nm 두께의 Al2O3 절연체층을 화학적 기상 증착법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, Al2O3 절연체층 상에 30 nm 두께의 ZnO 산화물 반도체층을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. 이때의 ZnO층은 n형이다.
그 다음에, ZnO 산화물 반도체층 상에 제2 전극으로 Mo 전극을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, 250 ℃에서 수소 분위기로 열처리하였다.
제조예 2
본 발명의 일 실시예에 따른 [Mo/IGZO/SiNx/Mo] 구조의 정류 다이오드를 제조하였다.
제1 전극은 Mo로 구성된다. 이러한 Mo 전극 상에 20 nm 두께의 SiNx 절연체층을 화학적 기상 증착법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, SiNx 절연체층 상에 60 nm 두께의 IGZO 산화물 반도체층 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, IGZO 산화물 반도체층 상에 제2 전극으로 Mo 전극을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, 250 ℃에서 수소 분위기로 열처리하였다.
제조예 3
본 발명의 일 실시예에 따른 [Mo/IGZO/Al2O3/Mo] 구조의 정류 다이오드를 제조하였다.
제1 전극은 Mo로 구성된다. 이러한 Mo 전극 상에 10 nm 두께의 Al2O3 절연체층을 화학적 기상 증착법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, Al2O3 절연체층 상에 30 nm 두께의 IGZO 산화물 반도체층을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, IGZO 산화물 반도체층 상에 제2 전극으로 Mo 전극을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, 250 ℃에서 수소 분위기로 열처리하였다.
제조예 4
본 발명의 일 실시예에 따른 [ITO/IGZO/SiNx/ITO] 구조의 정류 다이오드를 제조하였다.
제1 전극은 ITO로 구성된다. 이러한 ITO 전극 상에 10 nm 두께의 SiNx 절연체층을 화학적 기상 증착법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, SiNx 절연체층 상에 30 nm 두께의 IGZO 산화물 반도체층을 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다.
그 다음에, IGZO 산화물 반도체층 상에 제2 전극으로 ITO 전극을 스퍼터링법 이용하여 증착하였다.
그 다음에, 250 ℃에서 수소 분위기로 열처리하였다.
실험예 1
제조예 1 내지 제조예 4에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 측정하였다.
도 15는 제조예 1에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 15를 참조하면, Al2O3층과 n형 ZnO층 사이에 정류 특성이 나타남을 알 수 있다. 이때, 약 104 내지 105 정도의 정류비(Rectifyung ratio) 특성이 나타남을 알 수 있다.
도 16은 제조예 2에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 17은 제조예 3에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 산화물 반도체층으로 IGZO를 사용한 경우 역시 정류특성이 나타남을 알 수 있다. 나아가, 제조예 2 및 제조예 3에 따른 정류 다이오드의 정류비가 약 108 내지 109 정도로 제조예 1의 정류 다이오드에 비하여 정류비 특성이 향상됨을 알 수 있다.
도 18은 제조예 4에 따른 정류 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 18을 참조하면, 제1 전극 및 제2 전극을 ITO 투명 전극으로 사용한 경우에도 정류 특성이 나타남을 알 수 있다. 이때의 정류비는 약 108 내지 109 정도로 측정되었다. 따라서, 투명소자에 적용 가능함을 알 수 있다.
실험예 2
도 19는 본 발명에 따른 정류 다이오드에서 절연체층의 두께에 따른 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다. 이때의 정류 다이오드는 [Mo/IGZO/SiNx/Mo] 구조이다.
도 19를 참조하면, SiNx 박막의 두께를 3 nm, 10 nm, 20 nm 및 500 nm로 설정하여 전류-전압 특성을 측정하였다.
SiNx 박막의 두께가 3 nm인 경우, 정류현상이 나타나지 않음을 알 수 있다. 이는 SiNx 박막의 두께가 너무 얇아질 경우, 절연체 역할을 못하기 때문이다.
또한, SiNx 박막의 두께가 10 nm 및 20 nm인 경우, 정류현상이 나타남을 알 수 있다.
또한, SiNx 박막의 두께가 500 nm인 경우, 전류가 흐르지 않음을 알 수 있다. 이는 SiNx 박막의 두께가 너무 두꺼워지면 절연체의 저항이 너무 높아져서 전류가 흐를 수 없기 때문이다.
본 발명에 따르면, 향상된 전기적 특성을 갖는 정류 다이오드를 제공할 수 있다.
또한, 기존 산화물 다이오드와 비교하였을 때 많은 제약을 받는 P-type 산화물 반도체를 절연체층으로 대체함에 따라, 재료선택의 폭이 보다 넓어질 수 있다. 따라서, 전기적 특성 변화의 조절 범위 또한 넓힐 수 있다.
또한, 산화물 반도체층과 절연체층 사이 계면에서 일어나는 정류 효과를 이용하기 때문에 사용할 수 있는 전극의 제약이 거의 없다.
또한, 가시광 영역에서의 투과율이 매우 높기 때문에 투명 소자에 응용 가능하다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 기판
200: 제1 전극
300: 절연체층 400: 산화물 반도체층
500: 제2 전극
300: 절연체층 400: 산화물 반도체층
500: 제2 전극
Claims (15)
- 절연체 물질을 포함하는 절연체층; 및
상기 절연체층 상에 위치하고, n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층을 포함하고,
상기 절연체층과 상기 산화물 반도체층 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 하는 정류 다이오드. - 제1항에 있어서,
상기 절연체층은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함하는 정류 다이오드. - 제1항에 있어서,
상기 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 IGZO인 것을 특징으로 하는 정류 다이오드. - 제1항에 있어서,
상기 절연체층과 전기적으로 연결된 제1 전극; 및
상기 산화물 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 더 포함하는 정류 다이오드. - 제4항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 산화물 반도체층과 정류특성을 갖지 않는 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 정류 다이오드. - 제5항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 독립적으로 Al, Cu, Pt, Ti, In, Ga, Zn, Au 및 Mo로 구성된 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 정류 다이오드. - 제4항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 정류 다이오드. - 제7항에 있어서,
상기 투명 전극은 ITO 전극인 것을 특징으로 하는 정류 다이오드. - 제1항에 있어서,
상기 절연체층과 상기 산화물 반도체층의 두께 비는 1:1 내지 1:6인 정류 다이오드. - 제1항에 있어서,
상기 절연체층의 두께는 10 nm 내지 200 nm인 정류 다이오드. - 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 상에 절연체 물질을 포함하는 절연체층을 형성하는 단계;
상기 절연체층 상에 n형 ZnO 계열 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층을 형성하는 단계; 및
상기 산화물 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 절연체층과 상기 산화물 반도체층 사이에서 정류특성을 갖는 것을 특징으로 하는 정류 다이오드 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 산화물 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극을 형성하는 단계 사이에 또는 상기 제2 전극을 형성하는 단계 이후에,
상기 기판을 열처리하는 단계를 더 포함하는 정류 다이오드 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 기판을 열처리하는 단계는 100 ℃ 내지 250 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 정류 다이오드 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 절연체층은 질화물 또는 산화물 절연체를 포함하는 정류 다이오드 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 n형 ZnO 계열 산화물 반도체는 IGZO인 것을 특징으로 하는 정류 다이오드 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2015/003662 WO2015160152A1 (ko) | 2014-04-18 | 2015-04-13 | 정류 다이오드 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140046915 | 2014-04-18 | ||
| KR1020140046915 | 2014-04-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150126994A true KR20150126994A (ko) | 2015-11-16 |
| KR101665863B1 KR101665863B1 (ko) | 2016-10-25 |
Family
ID=54785828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150048938A KR101665863B1 (ko) | 2014-04-18 | 2015-04-07 | 정류 다이오드 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101665863B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190000785A (ko) * | 2017-06-23 | 2019-01-03 | 한양대학교 산학협력단 | 열처리 또는 자외선 처리를 이용한 산화물 반도체 다이오드 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101847765B1 (ko) | 2017-01-16 | 2018-04-10 | 서울대학교산학협력단 | 박막소자 및 이의 구동방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5656325B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2015-01-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 非線形素子、及び表示装置 |
| JP5800291B2 (ja) * | 2011-04-13 | 2015-10-28 | ローム株式会社 | ＺｎＯ系半導体素子およびその製造方法 |
-
2015
- 2015-04-07 KR KR1020150048938A patent/KR101665863B1/ko active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190000785A (ko) * | 2017-06-23 | 2019-01-03 | 한양대학교 산학협력단 | 열처리 또는 자외선 처리를 이용한 산화물 반도체 다이오드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101665863B1 (ko) | 2016-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7084465B2 (ja) | 酸化物半導体基板及びショットキーバリアダイオード | |
| KR102531224B1 (ko) | 적층체 | |
| KR102382656B1 (ko) | 적층체 | |
| KR102100415B1 (ko) | 터널링 소자 및 그 제조방법 | |
| JP6803232B2 (ja) | 新規な積層体 | |
| KR102413244B1 (ko) | 구조물, 그 제조 방법, 반도체 소자 및 전자 회로 | |
| KR102506724B1 (ko) | 반도체 소자 및 그것을 사용한 전기 기기 | |
| TWI769929B (zh) | 半導體元件及使用其之電氣機器 | |
| JP2006202872A (ja) | 基板上に作製された半導体電子デバイス | |
| KR101665863B1 (ko) | 정류 다이오드 및 그 제조방법 | |
| KR101587129B1 (ko) | 양방향성 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| KR20190000785A (ko) | 열처리 또는 자외선 처리를 이용한 산화물 반도체 다이오드 | |
| KR101625207B1 (ko) | 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| KR20150128322A (ko) | 박막 트랜지스터 제조 방법 | |
| Wang | Transparent oxide semiconductors: fabrication, properties, and applications | |
| CN112466934A (zh) | n型AlN欧姆接触结构、AlN肖特基二极管及AlN场效应晶体管 | |
| KR20130046317A (ko) | 차등적 농도로 도핑된 활성층을 가진 비정질 반도체 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| JP2009111425A (ja) | 半導体を用いた電子デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190905 Year of fee payment: 4 |