KR101104876B1 - 고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 - Google Patents
고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101104876B1 KR101104876B1 KR1020090095598A KR20090095598A KR101104876B1 KR 101104876 B1 KR101104876 B1 KR 101104876B1 KR 1020090095598 A KR1020090095598 A KR 1020090095598A KR 20090095598 A KR20090095598 A KR 20090095598A KR 101104876 B1 KR101104876 B1 KR 101104876B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- zinc oxide
- thin film
- oxide thin
- type zinc
- type
- Prior art date
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 344
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 172
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 158
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- -1 p-type Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 32
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 21
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 19
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 16
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 15
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 8
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 4
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L21/02551—Group 12/16 materials
- H01L21/02554—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
- H01L21/0257—Doping during depositing
-
- 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
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
-
- 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
- H01L21/3105—After-treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 안정적으로 p형을 유지하는 산화아연 박막 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 본 발명에 따른 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법은 a) 기판상 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계; b) 상기 n형 산화아연 박막에 물리적으로 질소를 주입하는 단계; 및 c) 질소가 주입된 산화아연 박막을 열처리하여 p형 산화아연 박막을 제조하는 단계;를 포함하는 특징이 있다.
산화아연, p형, 반도체, 불순물, 코도핑, 갈륨, 질소, 주입, 열처리
Description
본 발명은 p형 특성을 안정적으로 유지하는 p형 산화아연 박막 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 고안정성 p형 산화아연 박막 및 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 펄스 직류(DC) 마그네트론 스퍼터링 또는 플라즈마 유기-금속 화학 증착법(Plasma enhanced Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; PE-MOCVD)을 이용하여 n형 산화아연 박막 제조한 후 질소이온을 고에너지로 주입하여 코도핑(co-doping)하고, 후속 열처리 통해서 p형 반도체 특성이 우수하고 고안정성을 갖는 p형 산화아연 박막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
산화아연은 질화갈륨과 같은 직접 천이형 밴드갭(~3.37 eV, 300K)을 가지는 II-VI족 화합물 반도체이다. 산화아연 박막은 높은 광투과성, 그리고 자외선 발광 특성 등을 가지고 있으므로, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 및 레이저다이오드(LD: Laser Diode), 투명전극(Transparent electrode) 등의 광소자에 응용 될 수 있다. 특히 산화아연은 현재 상용화 되어있는 발광 다이오드 (LED: Light Emitting Diode) 재료인 질화갈륨과 비교 하였을 때 큰 엑시톤 결합 에너지(산화아연 : 60meV , 질화갈륨 : 26meV)를 가지고, 열적 안정성이 좋아 효율이 높은 광전소자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한 저온에서 박막 성장이 용이하고 습식식각이 가능하여 저비용으로 소자를 제작할 수 있는 장점이 있어 질화갈륨을 대체할 대표적인 물질로 주목받고 있다.
그러나, 이러한 좋은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 광전 소자에 응용하는데 있어서 어려움을 갖고 있다. 그러한 이유는 안정적인 p형 산화아연을 제조하기 어렵기 때문이다. 즉 p형 산화아연 박막이 안정적으로 제조되지 않고, 또한 초기의 p형 특성이 시간이 지남에 따라 절연체 또는 n형으로 변화하는 문제점이 대두되고 있기 때문이다. 따라서 산화아연을 이용하여 p-n 접합 다이오드를 기반으로 하는 광전소자를 제조하기 위해서는 고안정성을 갖는 p형 산화아연 박막 제조가 필수적이다.
일반적으로 p-형 산화아연을 제조하는 방법에는 받개 불순물(acceptor dophant)로써 5족 원소(N, As, P)를 이용한다. 그 중에서도 질소(N) 도핑이 많이 연구되고 있다 [Z.Y. Xiao, APPLIED PHYSICS LETTERS 92, 052106 (2008)].
그 이유는 질소의 이온반경이 산소의 이온반경과 유사하고 5족 원소중에서 가장 낮은 p-오비탈 에너지를 가지며 산화아연에서 낮은(얇은) 어셉터 레벨(acceptor level)에 위치하고 있기 때문이다. 이러한 p-형 산화아연 박막의 많은 연구에도 불구하고 강한 셀프보상효과, 낮은 고용도, 불안정성, 높은 저항, 낮은 전하밀도와 같은 문제점이 대두되어 소자에 응용하는데 한계를 드려내고 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 최근에는 코도핑(co-doping)을 이용한 연구가 활발하게 연구되고 있다. 그 방법으로는 3족(Al, Ga)-5족(N) 코도핑 (co-doping) [M. Kumar, APPLIED PHYSICS LETTERS 89, 112103 (2006)], 1족(Li)-5족(N) 듀얼도핑(dual-doping)[J. G.Lu, APPLIED PHYSICS LETTERS 88, 222114 (2006)]과 5족(P, As) 도핑 방법 등 많은 연구가 진행되어 질소 도핑 고용도는 향상하였으나 여전히 재현성 및 안정성에 문제점이 남아 있다.
그 외에 Zn3N2 전구체의 열산화에 의한 p-형 산화아연을 제조하여 낮은 질소 함유량를 향상시켰으나 p-형 산화아연의 불안정성이 남아 있는 것으로 보고되고 있다.[C. W. Zou, APPLIED PHYSICS LETTERS 94, 171903 (2009)]
한편, 종래의 p-형 산화아연을 분자선 증착법 (molecular beam epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (pulsed laser deposition), 스퍼터링 증착법 (Sputtering), 화학기상증착법 (chemical vapor deposition) 등 다양한 방식으로 산화아연을 성장시키면서 불순물을 주입시키는 방식으로 p-형 산화아연의 구현을 시도해 왔다. 그러나 이와 같은 p-형 산화아연 제작은 불순물의 낮은 결합도로 인해 불안정성이 남아 있다.
한편, 대한민국 특허공개 제10-2008-0003509호에서는 스퍼터링 방법으로 아산화질소(N2O)를 이용하여 갈륨(Ga)과 질소(N)가 코도핑된 p형 산화아연 박막 제조방법이 제안된 바 있다. 그러나, 상기 제조 방법 또한 시간이 지남에 따라 p형 특 성을 유지하지 못하는 불안정한 p형 박막의 특성을 보여주는 단점이 있다.
상기 종래 기술에서 살펴본 바와 같이 p형 산화 아연 박막 제조 방법에 있어서, 3족 원소가 도핑된 n형 산화아연 박막을 제조한 후, 후속 공정으로 질소를 주입하여 안정적인 p형 산화아연 박막 제조한 예는 현재까지 전무한 실정이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 높은 질소 도핑 농도를 가지면서도 시간이 지나도 안정적인 p형 특성을 유지하며, 재현성이 뛰어난 p형 산화아연 박막의 제조방법을 제공하는 것이며, 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 높은 질소 도핑 농도 및 고 안정성을 갖는 p형 산화아연 박막을 제공하는 것이다.
상세하게, n형 산화아연 박막을 제조하고 고에너지 상태의 질소를 물리적으로 주입하고, 열처리를 통해 높은 도핑 농도를 갖고, 안정성이 우수하며, 높은 재현성을 갖는 p형 산화아연 박막을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법은 a) 기판상 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계; b) 상기 n형 산화아연 박막에 물리적으로 질소를 주입하는 단계; 및 c) 질소가 주입된 산화아연 박막을 열처리하여 p형 산화아연 박막을 제조하는 단계;를 포함하는 특징이 있다.
상기 b) 단계의 질소는 질소 이온을 포함하며, 상기 b) 단계의 물리적 질소 주입은 플라즈마 이온 주입, 양성자 가속기 이온 주입 또는 분자동력학적 방법에 의한 이온 주입에 의해 수행되는 특징이 있다. 보다 특징적으로, 고 에너지의 질소를 주입하기 위해, 상기 b) 단계는 양성자 가속기 이온 주입에 의해 수행된다.
특징적으로, 상기 n형 산화아연 박막의 n형 불순물에 의한 캐리어(carrier) 밀도는 1x1020 내지 1x1021(cm-3)이며, b) 단계의 물리적 질소의 주입에 의해 상기 산화아연 박막이 절연체 특성을 갖는다.
상기 a) 단계의 상기 n형 산화아연 박막의 n형 불순물은 B, Al, Ga, In, 및 Mg에서 하나 이상 선택된 특징이 있으며, 보다 특징적으로, 상기 a) 단계의 n형 산화아연 박막의 n형 불순물은 갈륨이며, 본 발명에 따른 p형 산화아연 박막의 p형 불순물을 b) 단계의 질소이다.
상기 a) 단계의 상기 n형 산화아연 박막의 n형 불순물에 의한 캐리어 밀도는 1x1020 내지 1x1021(cm-3)이다.
상기 a) 단계는 원자층 증착법(ALD), 유기금속화학증착법(MOCDV), 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법에 의해 수행되는 것이 바람직하며, 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법에 의해 수행되는 것이 더욱 바람직하다.
상세하게, 상기 a) 단계는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법에 의해 수행되며, 3족 원소가 도핑된 산화아연 타겟을 이용하여 기판상 n형 산화아연 박막을 형성한다. 보다 상세하게, 상기 a) 단계는 3족 원소를 함유한 n형 산화아연을 타겟(target)으로 하여, 25 내지 40kHz 및 130 내지 170W의 펄스 직류 파워로 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링을 하여 300 내지 450℃의 기판에 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
상세하게, 상기 a) 단계는 아연 전구체 및 3족 원소 전구체를 플라즈마 반응 시켜 기판상 n형 산화아연 박막을 형성한다.
보다 상세하게, 상기 a) 단계는 a1) 기판을 반응기에 넣어주는(장입하는) 단계; a2) 산소 및 아르곤 가스를 주입하고 반응기 내부에 플라즈마를 형성하는 단계; 및 a3) 아연 전구체 및 3족 원소 전구체를 주입하여 상기 기판상 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 특징이 있다.
n형 산화아연 박막의 높은 결정성, 균질성 및 균일성 관점에서 상기 a2) 단계의 플라즈마가 형성되는 RF 파워는 10 내지 200W이며, 상기 a3) 단계의 기판 온도는 300 내지 450℃인 것이 바람직하다.
상기 a3) 단계의 아연 전구체는 디에틸징크(DEZn) 또는 디메틸징크(DMZn)인 특징이 있으며, 상기 a3) 단계의 3족 원소 전구체는 트리에틸갈륨(TEGa) 또는 트리메틸갈륨(TMGa)인 특징이 있다.
상기 b) 단계는 상기 질소 주입에 의해 절연체 산화아연 박막을 형성하는 특징이 있다.
상기 c) 단계의 열처리는 불활성 또는 진공분위기에서 200 내지 800℃의 온도로 수행되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 시간이 지나도 매우 안정적인 p형 특성이 유지되는 산화아연 박막을 제조할 수 있으며, 높은 재현성을 가진다.
본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 고 안정성 p형 산화아연 박막은 트랜지스터 또는 다이오드에 사용되며, 상세하게, 트랜지스터의 채널 형성용 반도체 박막, p-n 접합소자를 갖는 다이오드(diode)의 p형 반도체 물질로 사용된다.
본 발명에 따른 상기 p형 산화아연 박막은 하기의 식1을 만족하는 고안정성을 갖는 p형 산화아연 박막인 특징이 있다.
(식1)
1 ≤ N0/N3 ≤ 5
(N0는 제조 직후 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이며, N3는 제조 후 3개월 시 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이다.)
본 발명에 따른 p형 산화아연 박막의 제조 방법은 n형 산화아연 박막을 형성한 후, 순차적으로 질소를 물리적으로 주입하고 열처리하여, 우수한 결정성을 가지며 전기적 특성이 매우 우수한 p형 산화아연 박막을 제조할 수 있으며, 특히, 높은 질소 도핑 농도를 가지며 시간이 지남에 따라 p형 전기적 특성 저하가 일어나지 않는 안정성이 우수한 산화아연 박막을 제조할 수 있다. 또한 질소 주입량, 열처리 온도, 또는 이들의 조합을 이용하여 용이하게 활성화된 질소 도핑 농도를 조절할 수 있으며, n형 산화아연 박막에 질소를 물리적으로 주입하는 간단하고 저렴한 방법을 통해 대면적의 p형 산화아연 박막을 단시간에 제조할 수 있다.
본 발명의 제조방법을 통해 제조된 산화아연 박막은 우수한 결정성을 가지며, 높은 투명성을 가지며, 제조 후 3개월 시점에서 캐리어 밀도 저하가 1 오더(1 order) 미만인 안정성이 우수한 고품질 산화아연 박막은 트랜지스터의 채널용 반도 체, p-n 접합소자의 p형 반도체 물질로 광범위하게 활용될 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 p형 산화아연 박막 및 그 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 코도핑에 의한 안정성이 우수한 p형 산화아연 박막의 제조방법의 일 공정도를 도시한 도면으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 p형 산화아연 박막의 제조방법은 n형 산화아연 박막을 형성한 후(s100), 물리적으로 질소를 주입한다(s200). 이때 상기 단계(s200)에 의해 절연체의 산화아연 박막이 제조(s300)된다. 상기 단계(s200)에 의해 제조된 절연성 산화아연 박막을 열처리하여(s400) p형 산화아연 박막을 제조(s500)한다.
상기 n형 산화아연 박막은 주게형(doner) 불순물을 함유한 산화아연 박막, 전기적 성질을 변화시키기 위한 불순물을 함유하지 않는 산화아연 박막 자체 또는 이종 금속을 함유한 산화아연 박막을 포함한다.
상기 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계(s100)는 원자층 증착법(ALD), 유기금속화학증착법(MOCDV), 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법에 의해 수행되며, 바람직하게, 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법에 의해 수행된다.
상기 질소의 물리적 주입 단계(s200)는 플라즈마 이온 주입, 양성자 가속기 이온 주입 또는 분자동력학적 방법에 의한 이온 주입에 의해 수행되는 특징이 있으며, 바람직하게 양성자 가속기를 이용한 이온 주입이다.
상기 단계(s100)의 n형 산화아연 박막의 n형 불순물은 B, Al, Ga, In, 및 Mg에서 하나 이상 선택된 원소이며, 바람직하게, B, Al, Ga 또는 In인 3족 원소이며, 가장 바람직하게, 상기 n형 불순물은 Ga이다.
질소 주입전, 상기 n형 산화아연 박막의 캐리어 밀도는 1x1020 내지 1x1021(cm-3)인 특징이 있다.
단계(s100)에서 n형 불순물이 도핑된 n형 산화아연 박막을 형성한 후, 고 에너지 상태의 질소(질소 이온을 포함함)를 상기 n형 산화아연 박막에 물리적으로 주입(s200)한다. 상술한 바와 같이 상기 단계(s200)는 상기 양성자 가속기를 이용한 이온 주입인 것이 바람직하다.
특징적으로, 상기 질소의 주입량은 상기 산화아연 박막이 절연성을 갖도록 주입된다. 상세하게, 질소 주입에 의한 절연성 산화아연 박막은 전기 비저항이 105~108 Ωcm인 특징이 있다.
본 발명의 바람직한 구성인 양성자 가속기를 이용하여 질소를 주입하는 경우, 질소 주입을 통해 절연성 산화아연 박막을 제조하기 위해, 1018(cm-3) 이상의 질소가 양성자 가속기에 주입되며, 바람직하게, 1018(cm-3) 내지 1020(cm-3)의 질소가 양성자 가속기에 주입된다. 이때, 양성자 가속기의 이온빔에너지는 80 내지 100 keV이다.
보다 특징적으로 n형 산화아연 박막의 불순물은 갈륨이며, 도핑된 n형 불순물에 의해 1x1020 내지 1x1021(cm-3) 캐리어 밀도를 가지며, 질소 주입에 의해 절연성을 갖는, 특징적으로 105~108 Ωcm의 전기 비저항을 갖는 산화아연 박막이 제조된다.
상기 산화아연 박막의 전기적 특성(p형, n형, 절연성)은 홀 효과(hall effect) 측정을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
질소가 주입된 산화아연 박막은 불활성 또는 진공분위기에서 열처리되는 특징이 있다. 이러한 열처리는 물리적인 질소 도핑에 의한 격자변형을 완화시키고 또 불필요한 질소를 내보내고 질소가 안정적으로 격자 내에 존재하도록 하기 위함이다.
상기 열처리 온도가 너무 낮으면 격자완화를 시킬 수 있는 활성화 에너지가 낮아서 열처리 효과를 얻지 못하게 된다. 또한 너무 높으면 활성화 에너지 증가로 인해 격자완화는 이루어지지만 이동성(mobile)이 좋은 질소가 남아 있는 량이 많이 줄어들어 p-형 특성을 가지지 않을 수 있으므로 200 내지 800℃의 온도로 열처리되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 열처리는 5분 내지 15분 동안 수행된다.
상술한 바와 같이, 상기 n형 반도체에 물리적인 질소의 주입 및 열처리를 통해 안정적인 p형 특성을 갖는 p형 산화아연 박막이 제조(s500)된다.
바람직하게, 상기 단계(s100)의 n형 산화아연 박막은 플라즈마 유기금속 화학 증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법으로 수행된다.
도 2는 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법 중 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링에 의한 단계(s100)를 보다 상세히 도시한 공정도이며, n형 산화아연 박막 형성(s100) 이후의 단계(s200~s500)는 도 1과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, n형 산화아연 박막은 n형 불순물인 3족 원소를 함유한 n형 산화아연을 타겟(target)으로 하여(s111), 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링을 이용하여(s112) 상기 기판에 n형 산화아연 박막을 형성(s100)한다.
특징적으로 상기 n형 불순물을 함유한 n형 산화아연 타겟은 갈륨(Ga)을 함유한 n형 산화아연 타겟이다.
펄스 직류 마그네트론 스퍼터링시, 펄스 DC 파워는 130 내지 170W인 것이 바람직하며, 주파수는 25 내지 40kHz인 것이 바람직하며, 기판의 온도는 300 내지 450℃인 것이 바람직하다.
n형 산화아연 타겟 및 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링에 의해 n형 산화아연 박막을 형성한 후, 고에너지 상태의 5족 원소인 질소(질소 이온을 포함함)를 물리적으로 주입하여 절연체 산화아연 박막을 제조하고, 이를 열처리 하여 본 발명에 따른 p형 산화아연 박막을 제조한다.
도 3은 도 2는 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법 중 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD)에 의한 단계(s100)를 보다 상세히 도시한 공정도이며, n형 산화아연 박막 형성(s100) 이후의 단계(s200~s500)는 도 1과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 반응기에 기판을 장입한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 주입하여 플라즈마를 형성하고(s121), 아연 전구체 및 3족 원소 전구체를 주입(s122)하여 기판상 n형 산화아연 박막을 형성(s100)한다.
n형 산화아연 박막의 높은 결정성, 균질성 및 균일성 관점에서 상기 단계(s121)의 플라즈마 형성 RF 파워는 10 내지 200W이며, 산화아연 박막이 형성되는 상기 기판의 온도는 300 내지 450℃인 것이 바람직하다.
상기 아연 전구체는 디에틸징크(DEZn) 또는 디메틸징크(DMZn)인 특징이 있으며, 상기 3족 원소 전구체는 이 있으며, 상기 3족 원소 전구체는 유기-금속 화합물 형태의 갈륨(Ga) 화합물, 알루미늄(Al)화합물, 인듐(In) 화합물을 사용할 수 있으나, 상기 3족 원소 전구체는 특징적으로 갈륨 전구체이며, 보다 특징적으로 트리에틸갈륨(TEGa) 또는 트리메틸갈륨(TMGa)이다.
이때, 상기 아연전구체 및 3족 원소 전구체는 아르곤을 포함하는 비활성 기체를 이송 기체로 하여 플라즈마 반응기 내로 주입될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 갈륨 전구체, 아연 전구체 및 산소를 플라즈마 반응시켜 n형 산화아연 박막을 형성한 후, 플라즈마 이온 주입, 양성자 가속기 이온 주입 또는 분자동력학적 방법에 의한 이온 주입, 바람직하게는 양성자 가속기 이온 주입을 이용하여 고에너지 상태의 5족 원소인 질소를 물리적으로 코도핑하여 절연체 산화아연 박막을 제조하고, 이를 열처리 하여 본 발명에 따른 p형 산화아연 박막을 제조한다.
도 4는 도 3에 도시한 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD)에 사용 가능한 플라즈마 유기-금속 화학증착장치의 개략적 구성도이다. 플라즈마 유기 금속화학 기상 증착장치는 우선 진공 형성이 가능한 반응기(10)가 있고 내부에 기판(20)을 탑재할 수 있는 기판 홀더가 있다. 반응기 내부에는 전구체(precursor) 및 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(30, 31)이 있으며 기판을 일정한 온도로 유지할 수 있는 온도 조절 장치(미도시)가 있다. 한편 반응기 내 다른 부분에는 RF 플라즈마를 발생시키기 위한 양극(60)이 있으며, 반응기 외부에 RF 플라즈마 발생기(50)가 있다. 또한 반응기 내부의 가스를 흡입하여 배기 할 수 있는 진공 펌프(70)가 연결된다.
도 4의 장치를 기반으로 도 3의 단계(s121 내지 s100)를 보다 자세히 상술한다. 기판 홀더 위에 기판을 장착하고 반응기 내부의 압력은 10mTorr 내지 30mTorr를 유지하는 것이 바람직하다. 산소 가스인 산소 소스(source)와 아르곤(Ar)가스를 주입한 후, RF 플라즈마 파워를 10 내지 200W로 공급하여 플라즈마를 형성한다. 바람직하게 300 내지 450℃로 기판 온도를 유지하며, 아연 전구체(precursor)와 3족 원소 전구체, 특징적으로 Ga 전구체를 반응기 내에 주입하여 n형 불순물이 도핑된 n형 산화아연 반도체 박막을 형성 한다.
상기 아연 전구체 및 3족 원소 전구체를 주입하는 방법은 통상의 CVD 공정에서 사용하는 버블러(bubbler)를 사용하여 아르곤과 같은 캐리어(carrier) 가스와 함께 반응기로 주입할 수 있다. 이때는 버블러의 온도 및 캐리어 가스의 유량에 따라 유입되는 전구체의 양을 조절할 수 있다.
상기 플라즈마 유기-금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 n형 산화아연 박막 형성시, 상기 박막이 형성되는 기판은 실리콘(Si) 기판, 사파이어 기판, 유리 기판 또는 산화아연(ZnO) 기판인 것이 바람직하다.
플라즈마 유기-금속 화학증착에 의한 n형 산화아연 박막의 제조
도 4와 유사한 플라즈마 유기-금속 화학증착장치를 사용하여 갈륨 도핑된 n형 산화아연 박막을 제조하였다.
(0001)면 사파이어 기판을 아세톤, 에탄올, 탈이온수로 차례로 세척한 뒤에 진공 반응기에 장착하고 진공 반응기를 배기펌프로 배기하여 반응기 압력을 10 mTorr가 되도록 하였으며 기판 온도별 산화아연 박막의 물성을 측정하기 위해, 기판의 온도를 100~500℃로 변화시켰다.
산소 소스(source)로 산소 가스 20sccm와 아르곤 50sccm을 반응기 내부로 주입한 후 13.56 Mz RF 플라즈마를 200W의 세기로 인가하여 반응기 내부에 플라즈마 를 형성하였다.
아연 전구체로 디에틸징크를 사용하였으며, 갈륨전구체로 트리에틸갈륨을 사용하였다. 디에틸징크는 버블러의 온도를 1℃을 유지한 상태에서 50sccm의 아르곤 가스로 버블링하여 주입하고, 갈륨 전구체인 트리에틸갈륨은 버블러의 온도를 2℃로 유지한 상태에서 50 sccm의 아르곤 가스로 버블링하여 주입하여, 사파이어와 실리콘 기판 각각에 n형 산화아연 박막을 형성하였다.
이때 반응기의 압력은 246mTorr로 유지하였다. 증착시간은 5분을 하였고 박막의 두께는 약 500nm였다.
펄스 직류 마그네트론 스퍼터링에 의한 n형 산화아연 박막의 제조
갈륨이 3(atomic%) 도핑된 산화아연 세라믹을 타겟으로, 펄스직류 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 갈륨 도핑된 n형 산화아연 박막을 제조하였다.
유리를 기판으로 하여, 스퍼터를 5*10-7 Torr 까지 진공 상태로 만든 후, 아르곤을 25 sccm 주입하고, 7mTorr에서 증착이 이루어졌다. 펄스 DC 파워는 150W이였고 주파수는 30kHZ이였다. 기판 온도별 산화아연 박막의 물성을 측정하기 위해, 기판의 온도를 100~500℃로 변화시켰다.
도 5는 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 유리 기판상 제조된 n형 산화아연 박막의 기판 온도에 따른 x선 회절 결과를 도시한 것이며, 도 6은 펄스직류 스퍼터링을 이용하여 유리기판 상에서 제조된 n-형 산화아연 박막의 기판 온도 에 따른 홀 효과 측정 결과이다.
플라즈마 유기-금속 화학증착법을 이용하여 n-형 산화아연 박막을 제조한 경우에도, 도 5 및 도 6과 유사한 결과를 얻을 수 있었다.
도 5에서 알 수 있듯이 300℃ 이상의 기판 온도에서 (002)면으로 우선 배향된(preferred oriented) 우수한 결정성의 산화아연 박막이 얻어짐을 알 수 있다.
도 6은 펄스직류 스퍼터링을 이용하여 유리기판 상에서 제조된 n-형 산화아연 박막의 기판 온도에 따른 홀 효과 측정 결과이다. 온도가 변화하면서 캐리어 밀도는 증가하다가 300℃를 최대치로 하여 이후 다시 감소함을 알 수 있으며, 전기 비저항 또한 300℃에서 가장 낮은 값을 가짐을 알 수 있다. 전하 이동도 또한 300℃에서 가장 높게 나왔다.
도 5 및 도 6을 통해 n형 산화아연 박막의 형성시 결정성, 전기적 특성 관점에서 기판 온도가 300 내지 450℃로 유지되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
양성자 가속기를 이용한 질소 주입
상술한 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링을 이용한 n형 산화아연 박막의 제조예에서 기판의 온도를 300℃로 하여 유리 기판 상에 갈륨 도핑된 n형 산화아연 박막을 제조한 후, 양성자 가속기를 이용하여 제조된 n형 산화아연 박막에 고에너지의 질소를 주입하였다.
양성자 가속기에서 90keV 에너지 상태에서 제조된 n형 산화아연 박막에 1015, 1016, 1017, 1018(cm-3)로 질소를 주입하였다. 홀 효과 측정을 통해 질소주입량에 따른 산화아연 박막의 전기적 특성을 측정하였으며, 아래의 표1에 측정결과를 정리하였다.
(표 1)
질소 주입 전에는 갈륨에 의해 n형 반도체 특성을 나타내었으며, 질소 주입량이 증가함에 따라 n형 특성이 점차 감소하고 n형과 p형 특성이 동시에 나타나나, 질소가 1018 cm-3 량으로 주입된 경우에 절연체 특성을 보임을 알 수 있다. 이는 갈륨(Ga)량에 비해 질소(N)가 상대적으로 많이 주입되었기 때문이다.
질소 주입량이 1018 cm-3인 샘플을 불활성 분위기에서 500℃, 10분간 열처리하여, p형 산화아연 박막을 제조하였으며, 제조직후, 3개월 후, 5개월 후 홀 효과 측정을 통해 전기적 특성 저하 정도를 시험하였으며, 아래의 표2에 측정결과를 정리하였다.
(표 2)
표 2와 같이 열처리를 통해 p형 산화아연 박막을 제조한 후, 시간에 따른 p특성의 안정성을 살펴본 결과, 질소가 주입된 산화아연 박막은 열처리 전에는 절연체 특성을 보였으나 열처리 후에는 p형 특성을 보임을 알 수 있으며, 3달 후에 다시 측정한 결과 p형 특성이 거의 저하되지 않고 p형 특성을 계속 유지하고 있는 것을 확인하였다. 보다 상세하게, 3달 후 산화아연 박막의 캐리어 밀도(N3)는 아래의 식 1을 만족하는 p형 특성을 가짐을 알 수 있다.
(식1)
1 ≤ N0/N3 ≤ 5
(N0는 제조 직후 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이며, N3는 제조 후 3개월 시 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이다.)
또한, 5개월이 지난 후에도 제조된 p형 산화아연 박막의 p형 특성이 안정적으로 유지됨을 확인 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법의 일 공정도를 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법의 다른 공정도를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법의 또 다른 공정도를 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법 중 n형 산화아연 박막의 형성단계에서 사용 가능한 유기-금속 화학증착장치의 일 구성도이며,
도 5는 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법 중 n형 산화아연 박막의 형성단계에서 박막이 형성되는 기판의 온도에 따른 n형 산화아연 박막의 x선 회절 결과를 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명에 따른 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법 중 n형 산화아연 박막의 형성단계에서 박막이 형성되는 기판의 온도에 따른 n형 산화아연 박막의 전기비저항, 캐리어 밀도 및 전하이동도를 도시한 도면이다.
Claims (13)
- a) 기판상 n형 불순물이 도핑된 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계;b) 상기 n형 산화아연 박막에 물리적으로 질소 이온을 주입하여 절연체 산화아연 박막을 제조하는 단계; 및c) 상기 절연체 산화아연 박막을 열처리하여 p형 산화아연 박막을 제조하는 단계;를 포함하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 b) 단계의 질소 이온의 물리적 주입은 플라즈마 이온 주입, 양성자 가속기 이온 주입 또는 분자동력학적 방법에 의한 이온 주입에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 c) 단계의 열처리는 불활성 또는 진공분위기에서 200 내지 800℃의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 a) 단계는원자층 증착법(ALD), 유기금속화학증착법(MOCVD), 플라즈마 유기금속 화학증착법(PE-MOCVD) 또는 용액 증착법(CBD)을 포함하는 화학적 증착법; 또는 스퍼터링법을 포함하는 물리적 증착법;에 의한 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 n형 산화아연 박막의 n형 불순물은 B, Al, Ga, In, 및 Mg에서 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,상기 n형 산화아연 박막의 n형 불순물에 의한 캐리어 밀도는 1x1020 내지 1x1021(cm-3)인 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,상기 a) 단계는a1) 기판을 반응기에 장입하는 단계;a2) 산소 및 아르곤 가스를 주입하고 반응기 내부에 플라즈마를 형성하는 단계; 및a3) 아연 전구체 및 3족 원소 전구체를 주입하여 상기 기판상 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계;를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 a2) 단계의 플라즈마가 형성되는 RF 파워는 10 내지 200W이며, 상기 a3) 단계의 기판 온도는 300내지 450℃인 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 a3) 단계의 아연 전구체는 디에틸징크(DEZn) 또는 디메틸징크(DMZn)이며, 상기 a3) 단계의 3족 원소 전구체는 트리에틸갈륨(TEGa) 또는 트리메틸갈륨(TMGa)인 것을 특징으로 하는 코도핑에 의한 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 a) 단계는 3족 원소를 함유한 n형 산화아연을 타겟(target)으로 하여, 25 내지 40kHz 및 130 내지 170W의 펄스 직류 파워로 펄스 직류 마그네트론 스퍼터링을 하여 300 내지 450℃의 기판에 n형 산화아연 박막을 형성하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 고안정성 p형 산화아연 박막의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 2항 또는 제 4항 내지 제 11항에서 선택된 어느 한 항의 제조방법으로 제조되어 하기의 식1을 만족하는 트랜지스터 또는 다이오드용 고안정성 p형 산화아연 박막.(식1)1 ≤ N0/N3 ≤ 5(N0는 제조 직후 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이며, N3는 제조 후 3개월 시 p형 산화아연 박막의 캐리어 밀도이다.)
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090095598A KR101104876B1 (ko) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | 고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090095598A KR101104876B1 (ko) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | 고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110038344A KR20110038344A (ko) | 2011-04-14 |
| KR101104876B1 true KR101104876B1 (ko) | 2012-01-17 |
Family
ID=44045423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090095598A KR101104876B1 (ko) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | 고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101104876B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101344230B1 (ko) | 2013-04-22 | 2013-12-24 | 충남대학교산학협력단 | 이종접합 태양전지 및 그의 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102657093B1 (ko) * | 2023-08-02 | 2024-04-15 | 한국화학연구원 | 플라즈마 ald를 이용한 전자수송층을 통한 박막 계면제어 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617183B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-09-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| KR20070030507A (ko) * | 2005-09-13 | 2007-03-16 | 한국과학기술연구원 | ｐ형 산화아연(ＺｎＯ) 박막 제조방법 및 이를 이용한산화아연계 광전소자 제조방법 |
| KR20080022326A (ko) * | 2006-09-06 | 2008-03-11 | 한양대학교 산학협력단 | 주기적 급속열처리에 의한 ｐ형 산화아연의 제조방법 |
-
2009
- 2009-10-08 KR KR1020090095598A patent/KR101104876B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617183B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-09-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| KR20070030507A (ko) * | 2005-09-13 | 2007-03-16 | 한국과학기술연구원 | ｐ형 산화아연(ＺｎＯ) 박막 제조방법 및 이를 이용한산화아연계 광전소자 제조방법 |
| KR20080022326A (ko) * | 2006-09-06 | 2008-03-11 | 한양대학교 산학협력단 | 주기적 급속열처리에 의한 ｐ형 산화아연의 제조방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101344230B1 (ko) | 2013-04-22 | 2013-12-24 | 충남대학교산학협력단 | 이종접합 태양전지 및 그의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110038344A (ko) | 2011-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fan et al. | p-Type ZnO materials: Theory, growth, properties and devices | |
| KR100470155B1 (ko) | 아연산화물 반도체 제조방법 | |
| JP5176254B2 (ja) | ｐ型単結晶ＺｎＯ | |
| US8546797B2 (en) | Zinc oxide based compound semiconductor device | |
| KR100884883B1 (ko) | 아연산화물 반도체 및 이를 제조하기 위한 방법 | |
| US20080210973A1 (en) | Zinc-oxide-based semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same | |
| CN102386246B (zh) | 一种p型导电氧化锌薄膜材料及制备方法 | |
| CN108987256B (zh) | p型AlGaN半导体材料生长方法 | |
| US7829376B1 (en) | Methods of forming zinc oxide based II-VI compound semiconductor layers with shallow acceptor conductivities | |
| CN108281514A (zh) | 一种发光二极管外延片的制备方法 | |
| KR101104876B1 (ko) | 고안정성 ｐ형 산화아연 박막 및 그 제조방법 | |
| CN112687773B (zh) | 紫外发光二极管的外延片及其制备方法 | |
| KR100421800B1 (ko) | 아연산화물 반도체 제조 방법 | |
| WO2009152207A2 (en) | Zinc oxide alloys and devices including the same | |
| KR100721055B1 (ko) | 원자층 증착법에 의한 ｐ형 산화아연 박막의 제조 방법 | |
| KR100803950B1 (ko) | 플라즈마 유기-금속 화학 증착법을 이용한 ｐ형 산화아연박막 제조 방법 | |
| JP6017243B2 (ja) | ＺｎＯ系半導体素子、及び、ＺｎＯ系半導体素子の製造方法 | |
| CN109473522B (zh) | 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法 | |
| US20130099255A1 (en) | Semiconductor light emitting device including zinc oxide-based transparent conductive thin film, and fabrication method thereof | |
| CN104451867A (zh) | 一种制备高质量ZnMgBeO薄膜的方法 | |
| JP2015154005A (ja) | 鉄シリサイド半導体、鉄シリサイド半導体薄膜の製造方法、並びに発光素子及び受光素子 | |
| CN109449261B (zh) | 一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片 | |
| JP2014207397A (ja) | ｐ型ＺｎＯ系半導体層の製造方法、ＺｎＯ系半導体素子の製造方法、及び、ｎ型ＺｎＯ系半導体積層構造 | |
| KR100569224B1 (ko) | 마그네트론 스퍼터링법에 의한 ＺｎＯ 박막의 제조방법 | |
| KR100951581B1 (ko) | 유도결합 플라즈마 화학기상 증착장치, 이를 이용한도핑공정 없는 ｐ형 산화아연박막 제조 시스템 및 그 방법,광출력 화합물 반도체 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151221 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161228 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171106 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191031 Year of fee payment: 9 |