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기판;기판의 산화막상에 징크갈륨옥사이드 기반으로 형성되어 면발광하는 발광층;기판의 하부에 형성되는 하부 전극층; 및,발광층 상부에 형성되는 상부 전극층;을 포함하는 금속-산화물-반도체(MOS) 구조를 기반으로 하여 저전압 자외선 면발광을 하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 1 항에 있어서, 발광층과 산화막 사이에 형성되어 기판과 발광층 사이의 화학적 반응을 막아주는 역할을 하는 반응 억제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 1 항에 있어서, 반도체 소재는 Si, GaAs, GaN, Ga2O3의 어느 하나 이상을 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 1 항에 있어서, 산화물 소재는 반응 억제층 및 발광층 및 전자주입층 및 전자가속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 4 항에 있어서, 산화물 소재는 전자주입 및 전자가속층으로 SiOx 및 반응 억제층으로 Ga2O3 및 발광층으로 ZnGa2O4를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 5 항에 있어서, 반응 억제층 및 발광층 박막은 sol-gel 용액공정법으로 제조되고,전자주입 및 전자가속층은 발광층 박막의 결정화 과정 중 자연적으로 형성되는 단일 열처리과정을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 6 항에 있어서, 발광층의 열처리 과정은 온도 600 ~ 1400 ℃, 유지시간 30분 ~ 10시간, 환원 분위기 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 6 항에 있어서, 반응 억제층 및 발광층의 두께는 50 ~ 300 nm, 전자주입 및 전자가속층의 두께는 10 ~ 200 nm 인 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 1 항에 있어서, 상부전극 금속소재는 Au 또는 Au-Ni로 발광층 전면에 코팅된 구조 또는 패턴 형태로 코팅된 구조이고,하부전극 금속소재는 기판 후면에 코팅된 구조인 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 9 항에 있어서, 상부전극 금속소재는 sputtering 또는 e-beam evaporator를 포함하는 physical 또는 chemical 증착 방법으로 형성되고, 자외선 영역 투과 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 9 항에 있어서, 하부전극 금속소재는 열처리를 통해 반도체 기판 내에서 확산이 되는 물질을 포함하며, Screen printing 법을 포함하는 Physical 증착 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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제 9 항에 있어서, 하부전극 금속소재의 열처리 과정은 Rapid Thermal Annealing을 통해 온도 100 ~ 600 ℃, 유지시간 10초 ~ 5분 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자
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(a) Sol-gel 용액을 만드는 단계;(b) 기판을 세척하는 단계; (c) 만들어진 Sol-gel을 이용하여 기판에 절연층 및 형광층을 형성하고 고온 및 환원 분위기에서 어닐링하는 단계;(d) N2 가스를 이용하여 전극 Au를 형성하고 Al(Aluminium)을 이용하여 후면전극을 형성하는 단계;(e) 전압을 상부면과 하부전극에 연결하여 자외선영역을 확인하는 단계;를 포함하여,발광층으로 ZnGa2O4-undoped 제조를 하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 13 항에 있어서, 상기 (a) 단계에서,(a-1) 모노에탄올아민(MEA, H2NCH2CH2OH)과 에탄올(C3CH2OH) 그리고 아세틸아세톤(C5H8O2)을 용해시키고 용해된 용액에 질산갈륨(II) 하이드레이트(Ga(NO3)3·H20)을 넣은 순수한 Ga2O3 Sol-gel 혼합용매를 만들고,(a-2) 2-메톡시에탄올에 질산갈륨(II) 하이드테이트와 징크 아세테이트 테트라하이드레이트를 넣어 혼합 용매로 만드는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 14 항에 있어서, (c) 단계에서 기판에 (a-1)에서 만들어 준 혼합용매를 스핀코팅 공법을 이용해 4500rpm/15s 동안 진행한 뒤 Hot plate 위에 300℃/15분 동안 표면 열처리를 총 3회 진행하여 절연층을 형성하고, 그 후 기판을 UV Treatment 10분 진행한 후 (a-2)에서 만들어진 혼합 용매를 스핀코팅 공법을 이용해 4500rpm/15s 동안 진행한 뒤 Hot plate 위에 300℃/15분 동안 표면 열처리를 총 2회 진행하여 발광층을 형성하고,표면 열처리가 끝나게 되면 환원 분위기에서 1200℃/4h 동안 열처리를 진행하여 발광층의 결정화(Crystalized)를 진행하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 13 항에 있어서, (d) 단계에서 Al 페이스트(Paste)를 웨이퍼 하부에 코팅 후 RTA(Rapid Thermal Annealing) 공정으로 600℃/1분 동안 열처리를 진행하여 하부 전극층을 형성하고,그 후 DC Sputtering 기계를 이용하여 N2 가스 분위기에서 발광층 위쪽에 Au를 증착시켜 상부 전극층을 형성하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 MOS 구조의 자외선 발광 징크갈륨옥사이드 소자는 기판의 산화막상에 ZnGa2O4 으로 형성되어 무기전계발광을 이용하여 발광하고, ZnGa-2O4 격자에 존재하는 GaO6 결함으로 생성된 트랩 준위에서의 여기 전자와 홀의 재조합으로 인한 UV-A 발광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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(a)Sol-gel 용액을 만드는 단계;(b)기판을 세척하는 단계;(c)만들어진 Sol-gel을 이용하여 기판에 절연층 및 발광층을 형성하고 고온 및 환원 분위기에서 어닐링하는 단계;(d) N2 가스를 이용하여 전극 Au를 형성하고 Al(Aluminium)을 이용하여 후면전극을 형성하여 EL소자를 만드는 단계;(e) 전압을 상부면과 하부전극에 연결하여 자외선영역을 확인하는 단계;를 포함하여,발광층으로 ZnGa2O4-Gd 제조를 하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 18 항에 있어서, 상기 (a)단계에서,(a-1) 모노에탄올아민(MEA, H2NCH2CH2OH)과 에탄올(C3CH2OH) 그리고 아세틸아세톤(C5H8O2)을 용해시키고 용해된 용액에 질산갈륨(II) 하이드레이트(Ga(NO3)3·H20)을 넣은 순수한 Ga2O3 Sol-gel 혼합용매를 만들고,(a-2) 2-메톡시에탄올에 질산갈륨(II) 하이드테이트와 징크 아세테이트 테트라하이드레이트와 가돌륨 나이트레이트를 넣어 혼합 용매로 만드는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 19 항에 있어서, (c) 단계에서 기판에 (a-1)에서 만들어 준 혼합용매를 스핀코팅 공법을 이용해 4500rpm/15s 동안 진행한 뒤 Hot plate 위에 300℃/15분 동안 표면 열처리를 총 3회 진행하여 절연층을 형성하고,그 후 기판을 UV Treatment 10분 진행한 후 (a-2)에서 만들어진 혼합 용매를 스핀코팅 공법을 이용해 4500rpm/15s 동안 진행한 뒤 Hot plate 위에 300℃/15분 동안 표면 열처리를 총 2회 진행하여 발광층을 형성하고,표면 열처리가 끝나게 되면 환원 분위기에서 1200℃/4h 동안 열처리를 진행하여 발광층의 결정화(Crystalized)를 진행하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 18 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 Al 페이스트(Paste)를 웨이퍼 하부에 코팅 후 RTA(Rapid Thermal Annealing) 공정으로 600℃/1분 동안 열처리를 진행하여 하부 전극층을 형성하고,그 후 DC Sputtering 기계를 이용하여 N2 가스 분위기에서 형광층 위쪽에 Au를 증착시켜 상부 전극층을 형성하는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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제 18 항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 MOS 구조의 자외선 발광 징크갈륨옥사이드 소자는 기판의 산화막상에 ZnGa2O4:Gd 으로 형성되어 무기전계발광을 이용하여 발광하고, ZnGa2O4 격자에 존재하는 GaO6 결함으로 생성된 트랩 준위에서의 여기 전자와 홀의 재조합으로 인한 UV-B 발광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 저전압 MOS 구조 자외선 면발광 소자의 제조 방법
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