일반기술

오믹 접촉 형성을 이용한 산화아연 산화물 반도체의 발광 다이오드 및 레이저 다이오드용 금속 박막 제조 방법

오믹 접촉(ohmic contact) 형성을 이용한 산화아연 산화물 반도체의 발광 다이오드 및 레이저 다이오드용 금속 박막 제조 방법에 관한 것이다. 질화갈륨의 대체 물질로 각광받고 있는 산화아연 산화물 반도체를 이용한 발광 다이오드 및 레이저와 같은 광 디바이스를 구현하기 위해서는 반도체와 금속간 양질의 오믹 접촉을 형성해야 하나 아직까지 금속접촉에 관한 연구 및 단결정의 산화아연을 성장시키기 어려운 점으로 인해 오믹 접촉에 대한 연구가 미진한 상태이다. 본 발명에서는 GaN를 대체할 수 있는 차세대 광발광 반도체인 산화아연 반도체를 광소자에 응용하기 위한 기초 단계인 금속 전극 제작에 필수 요소인 오믹 접촉 금속 시스템을 제공하며 또한, 전극으로서 제 1 금속 박막을 타이타늄(Ti), 제 2 금속 박막을 금(Au)을 사용함으로서 타이타늄/금 금속 박막 구조에 있어서 중간 확산 장벽 역할을 타이타늄층을 이용하여 금의 확산을 막아 열적, 전기적으로 안정한 특성을 갖는 오믹 접촉을 구현하는 것이다. 따라서 본 발명은 산화아연 산화물 반도체의 상업화를 가속화시킬 수 있으며 디바이스의 수율을 높일 수 있고 300℃의 비교적 낮은 온도에서 오믹접촉 형성이 가능하기 때문에 기존의 화합물 반도체에서 쓰이는 고온 열처리에 의한 소자성능의 저하를 막을 수 있으며 우수한 전기적 특성으로 인한 전기적 손실의 감소로 광학적 효과도 매우 우수할 것으로 기대된다.산화 알루미늄 기판 상에 도핑 농도(캐리어 농도)가 1017cm-3 이상이 되는 n-형 산화아연 산화물 반도체층을 형성하는 제 1 단계와, 이를 급속 가열로 내에서 열처리한 후 산화아연 산화물 반도체층 상에 타이타늄(Ti) 등의 아연-산소 결합보다도 더 큰 생성에너지를 갖는 금속의 반응층인 제 1 금속 박막을 형성하는 제 2 단계와, 제 1 금속 박막 상에 캐리어 주입층인 금(Au)의 제 2 금속 박막을 형성하는 제 3 단계를 거침으로서 산화아연 산화물 반도체 상에 타이타늄/금 금속 박막층을 형성시켜 열적/전기적으로 안정된 단파장 발광 다이오드 및 레이저 다이오드를 제조할 수 있는 오믹 접촉 금속 시스템를 제공한다.