초광대역 밴드갭 물질을 이용한 태양광 차단 UVC 광검출기
Solar-Blind UVC Photodetectors Using Ultra-Wide Bandgap Materials
- 주제(키워드) 초광대역 밴드갭 광검출기
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 허준석
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 지능형반도체공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034674
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 AlGaN/GaN 물질의 낮은 밴드갭 특성으로 인해 태양광 환경 에서 비의도적인 신호가 발생하고, UVC 대역 신호만을 선택적으로 감지하기 어려운 한계를 극복하기 위한 방안으로 초광대역 밴드갭 물질 기반 광검출기를 연구하였다. AlN/AlGaN 구조는 Al 조성을 조절하여 밴드갭을 증가시킴으로써 태양광 스펙트럼을 효과적으로 차단하고 UVC 대역에서만 높은 반응성을 구현 하였다. 또한, 2DEG 채널을 기반으로 한 IDT 구조 설계 및 Mesa isolation 공 정을 통해 암전류를 줄이고 광검출기의 신뢰성과 선택성을 개선하였다. 한편, α-Ga2O3 물질은 넓은 밴드갭(5.2 eV)을 활용하여 UVC 대역에서만 선 택적으로 반응하며, 성장 과정에서 의도적인 도핑을 하지 않고, 전극 구조를 최 적화함으로써 빠른 응답 속도와 낮은 암전류를 달성하였다. 특히, 대면적 소자 에서도 안정적인 성능을 보여 실질적인 응용 가능성을 확인하였다. 추가로, 전하 감지 증폭기 회로와의 통합을 통해 태양광 환경에서도 매우 미 세한 세기의 UVC 신호를 안정적으로 감지할 수 있는 기술적 접근법을 제시하 였다. 이러한 연구 결과는 태양광 차단 UVC 감지 소자의 고선택성과 고신뢰성 을 확보하며, 바이오 살균, 불꽃 및 아크 감지, 고온 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에서의 활용 가능성을 보여준다.
more목차
제 1장 서론 1
제 1.1절 AlGaN/GaN 기반 자외선 광검출기의 한계 1
제 1.2절 초광대역 밴드갭 기반 광검출기의 필요성 2
제 2장 AlN/AlGaN 포토디텍터 3
제 2.1절 AlN/AlGaN 포토디텍터 3
제 2.2절 AlN/AlGaN 포토디텍터 제작 과정 5
제 2.3절 AlN/AlGaN 포토디텍터 전기적 특성 10
제 3장 α-Ga2O3 포토디텍터 13
제 3.1절 α-Ga2O3 포토디텍터 13
제 3.2절 α-Ga2O3 포토디텍터 제작 과정- 15
제 3.3절 α-Ga2O3 포토디텍터 전기적 특성 17
제 4장 α-Ga2O3 기반 전하 감지 증폭기를 이용한 미세한 빛과 아크 감지 어플리케이션 23
제 4.1절 전하 감지 증폭기 설계 배경 23
제 4.2절 전하 감지 증폭기 설계 및 제작 24
제 4.3절 α-Ga2O3 기반 전하 감지 증폭기 어플리케이션의 미세한 빛과 아크 감지 결과 26
제 5장 결론 29
참고문헌 30
