초록 ▼

○ MSM 및 MISIM 구조의 자외선 센서 제작 및 특성 비교
암전류를 줄이고 가시광 차단비를 향상시키기 위해 AlGaN과 쇼트키 전극인 Ni 사이에 얇은 Al203 유전체를 삽입하여 MISIM 센서를 제작하였다. 그 결과, MSM 센서 대비 암전류 밀도가 5.0 × 10^-9 A/cm²으로 낮아지고 F-N 터널링이 시작되는 전압도 9 V로 증가하였다. 또한 GaN과 관련된 자외선응답에서 매우 향상된 가시광 차단비를 보이며 차단파장(cut-off wavelength) 또한 10 V 이상과

○ MSM 및 MISIM 구조의 자외선 센서 제작 및 특성 비교
암전류를 줄이고 가시광 차단비를 향상시키기 위해 AlGaN과 쇼트키 전극인 Ni 사이에 얇은 Al203 유전체를 삽입하여 MISIM 센서를 제작하였다. 그 결과, MSM 센서 대비 암전류 밀도가 5.0 × 10^-9 A/cm²으로 낮아지고 F-N 터널링이 시작되는 전압도 9 V로 증가하였다. 또한 GaN과 관련된 자외선응답에서 매우 향상된 가시광 차단비를 보이며 차단파장(cut-off wavelength) 또한 10 V 이상과 미만의 전압변화에 따라 조절 할 수 있다.
○ 투명 전극을 사용한 AlGaN/GaN 이종접합 자외선 센서 제작
투명 전극인 그래핀을 이용한 소자의 암전류 밀도는 4.90 × 10^-9 A/cm², 자외선에 대한 광응답 전류밀도는 3.43 × 10^-8 A/cm2였다. 그래핀과 AlGaN 간에 생성되는 Schottky 장벽의 높이가 니켈보다 커 암전류 및 광응답 전류밀도가 보다 낮은 것으로 보이나 5 V 이상에서 나타나는 전류의 fluctuation은 금속-절연막-AlGaN 사이의 결함에 기인한 것으로 보인다. 또한 니켈을 전극 물질로 하는 소자의 경우 UV-B, UV-A 두 영역에 대한 자외선/가시광 제거비가 모두 103 이상으로 높았다. 그에 비해 그래핀 전극 자외선 센서는 낮은 전압에서도 UV-B와 UV-A 두 영역 모두 응답하였고, 높은 전압에서는 계면의 결함으로 인한 설명하기 어려운 특성을 나타냈다. 그래핀 전극에 대해서는 향후 표면 상태에 대한 규명이 더 필요할 것으로 판단된다.
○ 서로 다른 기판에 성장된 AlGaN/GaN 이종접합 자외선 센서 제작 및 특성 비교
실리콘과 사파이어 기판상에 AlGaN/GaN을 결정 성장하여 UV-A 및 UV-B 영역을 bias에 따라 선택적으로 감지하는 센서를 개발하였다. 실리콘 기판위에서 제작된 AlGaN/GaN 자외선 센서의 경우 20 V에서 암전류 밀도는 0.19 A/cm² 이고, 330, 365 nm 의 자외선에 대한 광응답 전류밀도는 각각 4.52, 6.60 A/cm² 으로 나타났다. 사파이어 기판으로 제작된 자외선 센서의 암전류 및 광응답 전류밀도는 같은 20 V의 전압에서 4.66 × 10^-6, 8.80 × 10^-5, 2.03 × 10^-4, A/cm² 으로 나타났다.
○ 터널링 형태 모델링 및 분석
니켈 전극 AlGaN/GaN 이종접합 MISIM 타입의 자외선 센서의 암전류에 대한 F-N 터널링은 대략 5 V에서 광응답 전류는 F-N 터널링이 3 V에서 시작되었고, P-F 터널링은 거의 나타나지 않았다.
○ 접촉 금속에 따른 MSM 자외선 센서 제작 및 특성 비교
접촉금속을 달리하는 MSM UV 센서의 수광특성을 알아보기 위하여 Ni, Ti, Al을 사용하여 MSM 포토다이오드를 제작하고 전기적 특성과 함께 자외선 수광특성을 측정한바, 암전류 밀도는 Ni의 경우 2.1 × 10-4 A/cm²으로 가장 낮은 값을 보였고, 광응답 전류는 Ti의 경우 1.2 × 10^-2 A/cm²으로 가장 높았지만 가시광 차단비를 고려하면 Ni이 가장 우수함을 확인하였다.
(출처: 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• III. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 12