GaN를 이용한 Schottky diode형 자외선 수광소자의 제작

Fabrication of a Schottky Type Ultraviolet Photodetector Using GaN Layer

본 논문에서는 GaN 박막 위에 각각 알루미늄(Al)과 백금(Pt)을 증착하여 저항성 전극 및 투명한 schottky 전극을 형성한 평면형 자외선 수광소자를 제작하였다. 제작된 소자에 대해 전기적 특성과 광학적 특성을 조사하여 자외선 센서로서의 적합성을 검토하였다. 사파이어 기판위에 성장된 GaN 박막은 $7.8{\times}10^{16}cm^{-3}$의 도핑(doping)농도와 $138 cm^2/V{\cdot}s$의 이동도(mobility)를 가졌으며, 파장이 365 nm 이하인 빛만을 흡수하는 자외선 감지막 특성을 나타내었다. 5 V의 역방향 전압을 인가하였을 때 제조된 schottky형 자외선 센서는 325 nm의 자외선 파장에서 응답도가 2.84 A/W였고, $4{\times}10^4$의 큰 신호대 잡음비(SNR)의 $3.5{\times}10^9$W의 잡음등가전력(NEP)을 나타내었다. 따라서 이들 결과로부터 GuN를 이용한 schottky 다이오드가 가시광 차단 UV photodetector를 제조할 수 있음을 확인하였다.

We fabricated a planar ultra-violet photodetector whose ohmic and schottky contacts were respectively formed with evaporated Al and Pt on the GaN layer. To examine the applicability of the device to the UV sensor, we investigated its electrical and optical characteristics. The GaN layer on the sapphire waver had $7.8{\times}10^{16}cm^{-3}$ of doping concentnation and the $138 cm^2/V{\cdot}s$ of electron mobility and it absorbed the spectrum of the light below 325 nm wavelength. It had the responsivity of 2.8 A/W of at 325 nm, and the signal to noise ratio(SNR) of $4{\times}10^4$, and the noise equivalent power(NEP) of $3.5{\times}10^9$W under 5 V reverse bias. These results confirmed that the GaN schottky diode had a solar blind properly when it was applied to the UV photodetector.