• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.53-54
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• 2006

Arsenic doped p-type ZnO thin films have been realized on intrinsic (100) GaAs substrate by RF magnetron sputtering and thermal annealing treatment. p-Type ZnO exhibits the hole concentration of $9.684{\times}10^{19}cm^3$, resistivity of $2.54{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, and mobility of $25.37\;cm^2/Vs$. Photoluminescence (PL) spectra of As doped p-type ZnO thin films reveal neutral acceptor bound exciton ($A^{0}X$) of 3.3437 eV and a transition between free electrons and acceptor levels (FA) of 3.2924 eV. Calculated acceptor binding energy ($E_A$) is about 0.1455 eV. Thermal activation and doping mechanism of this film have been suggested by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). p-Type formation mechanism of As doped ZnO thin film is more related to the complex model, namely, $As_{Zn}-2V_{Zn}$, in which the As substitutes on the Zn site, rather than simple model, Aso, in which the As substitutes on the O site. ZnO-based p-n junction was fabricated by the deposition of an undoped n-type ZnO layer on an As doped p-type ZnO layer.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.6
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• pp.491-496
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• 2011

Al-doped ZnO film on glass substrate is deposited by ALD in low temperature, using 4-step process (DEZ-$H_2O$-TMA-$H_2O$). To find out the optimal film condition for TCO material, we fabricate Al-doped ZnO films by increasing Al doping concentration at $100^{\circ}C$, so that the Al-doped film of 5 at% shows the lowest resistivity ($1.057{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$) and the largest grain size (38.047 nm). Afterwards, the electrical and physical characteristics in Al-doped films of 5 at% are also compared in accordance with increasing deposition temperature. All the films show the optical transmittance over 80% and the film deposited at $250^{\circ}C$ demonstrates the superior resistivity ($1.237{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$).

• Korean Journal of Materials Research
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• v.21 no.12
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• pp.639-643
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• 2011

Zinc oxide as an optoelectronic device material was studied to utilize its wide band gap of 3.37 eV and high exciton biding energy of 60 meV. Using anti-site nitrogen to generate p-type zinc oxide has shown a deep acceptor level and low solubility. To increase the nitrogen solubility in zinc oxide, group 13 elements (aluminum, gallium, and indium) was co-added to nitrogen. The effect of aluminum on nitrogen solubility in a $3{\times}3{\times}2$ zinc oxide super cell containing 72 atoms was investigated using density functional theory with hybrid functionals of Heyd, Scuseria, and Ernzerhof (HSE). Aluminum and nitrogen were substituted for zinc and oxygen sites in the super cell, respectively. The band gap of the undoped super cell was calculated to be 3.36 eV from the density of states, and was in good agreement with the experimentally obtained value. Formation energies of a nitrogen molecule and nitric oxide in the zinc oxide super cell in zinc-rich conditions were lower than those in oxygen-rich conditions. When the number of nitrogen molecules near the aluminum increased from one to four in the super cell, their formation energies decreased to approach the valence band maximum to some degree. However, the acceptor level of nitrogen in zinc oxide with the co-incorporation of aluminum was still deep.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.301-301
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• 2010

2010년경 2.5G APD 시장은 3, 000억원 규모로 증가하는데 이는 FTTH 망의 확산에 힘입은 바 크다. 이와 같이 중요한 APD 소자는 현재 광통신 부품시장을 석권해 가고 있는 대만, 중국 업체들은 제조기술을 갖고 있지 않고 주로 미국-일본 기술에 의존하고 있기 때문에 Niche market으로 중요한 부품이라 할 수 있다. APD의 증폭은 높은 전기장에 의해 얻어지는데, 이 때문에 메사형 구조로는 신뢰성을 확보하기 어렵게 되고 따라서 평면형(Planar) 구조로 설계-제작하게 된다. APD 소자는 증폭층의 너비에 의해 APD의 이득-대역폭이 정해지므로 증폭층 폭을 정확하게 조절하는 것은 매우 중요하다. 증폭층의 폭은 에피 성장과 같은 높은 정밀성을 갖는 장비에 의해 조절하는 것이 아니라, Planar 구조의 특성상 Zn-확산에 의해 조절하게 된다. 대부분의 경우 Zn-확산은 Zn 또는 $Zn_3P_2$를 증착하여 drive-in 시키는 방법을 사용하는데, 이 경우 Zn가 interstitial site를 치고 들어감으로 인해 캐리어 농도가 $2{\times}10^{17}\;cm^{-3}$ 정도로 낮게 형성된다. 따라서 높은 인가 바이어스에서 p-side로 공핍층이 전개되기 때문에 증폭층의 폭을 조절하기가 매우 어렵다. 이 현상은 APD 제작에 있어서 수율과 관련이 깊다. 따라서 APD의 증폭층 폭을 tight하게 조절하기 위해서는 p-type 캐리어 농도를 높일 수 있는 gas-phase 확산 방식의 개발이 필요하다. 이 방식에는 Ampoule과 같은 closed tube 방식과 확산로와 같이 Gas를 지속적으로 흘려주면서 확산시키는 open-tube 방식이 있다. Ampoule 방식은 캐리어 농도 측면에서는 가장 좋은 방식이나, Ampoule의 size 및 온도 균일성 등으로 인해 생산성에 문제가 있다. 따라서 open-tube 방식의 확산기술개발은 매우 중요하다 할 수 있다. 본 연구에는 rapid thermal annealing (RTA) 방법에 의한 $Zn_3P_2$ 고체의 확산 방식과 DEZn MO source에 의한 Gas 확산 방식을 바탕으로 InP로의 확산된 Zn원자와 doping의 분포를 비교하였다. 실험결과, Gas 확산방식의 경우 Zn원자가 더욱 더 깊게 확산이 되었으며, 확산된 원자의 대부분이 도펀트로 작용함을 확인할 수 있었다.