AIGaN/GaN 기반 비대칭 MSM 광검출기
AlGaN/GaN based Asymmetric MSM Photodetector
- 주제(키워드) Asymmetric MSM Photodetector
- 주제(DDC) 621.381
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 허준석
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035837
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 AlGaN/GaN 이종접합 기반 2DEG-IDT MSM 자외선 광검출기의 고유 장점인 낮은 암전류 특성을 더욱 강화하고, 광전류 수집 효율을 극대화하기 위해 두 가지 형태의 새로운 비대칭 전극 구조를 제안하였다. 이에 본 연구에서는 금속 장벽 높이 차이를 활용한 금속 비대칭 MSM 구조, 식각 깊이 비대칭을 기반으로 전계 분포를 재구성한 식각 비대칭 MSM 구조를 설계·제작하였다. 금속 비대칭 구조는 오믹(Ti/Al/Ni/Au)과 쇼트키(Ni/Au) 금속을 한 소자 내에서 구분 적용함으로써 방향성을 갖는 전하 흐름을 유도하고 역바이어스 암전류를 크게 억제하여 검출능(Detectivity)을 크게 향상시키는 효과를 보였다. 식각 비대칭 구조는 GaN 채널 상단을 IDT 패턴과 전극 영역까지 확장하여 제거함으로써 쇼트키 금속이 GaN 채널과 직접 맞닿도록 재설계한 구조이다. 이 구조에서는 쇼트키 장벽이 낮아져 전자 전달 경로가 짧아지고, 수광부와 금속 전극의 물리적 간격이 감소하여 매우 높은 광전류 이득이 발생하였다. 특히 리버스 바이어스 조건에서 기존 2DEG-IDT 구조 대비 압도적으로 높은 광반응도(Responsivity >1000 A/W)를 확인하였다. 추가적으로, 금속 비대칭 구조는 빠른 decay time과 낮은 암전류로 인해 광 스위칭 안정성이 향상되었으며, 식각 비대칭 구조는 높은 광이득으로 인해 비교적 긴 대응 시간이 관찰되었다. 결론적으로 본 연구의 두 비대칭 MSM 구조는 각각 암전류 억제(금속 비대칭)와 광전류 증폭(식각 비대칭)이라는 상호보완적 성능 향상을 달성하였으며, 향후 고감도·저잡음 UVA 센서로의 적용 가능성을 제시한다.
more목차
제 1장 서론 1
제 1.1절 UVA 광 검출기 1
제 1.2절 2DEG-IDT MSM 광 검출기 3
제 1.3절 쇼트키 접합 특성 4
제 1.4절 각 장의 구성 6
제 2장. 비대칭 MSM 광 검출기 7
제 2.1절 금속 비대칭 MSM 광 검출기 7
제 2.2절 식각 비대칭 MSM 광 검출기 9
제 3장. 비대칭 MSM 광 검출기 제작 11
제 3.1절 AlGaN/GaN Epi 구조 11
제 3.2절 비대칭 MSM 광 검출기 제작 과정 11
제 4장. 비대칭 MSM 광 검출기 전기적 특성 17
제 4.1절 전기적 특성 측정 방법 17
제 4.2절 오믹 접촉 특성 18
제 4.3절 비대칭 MSM 광 검출기 전기적 특성 19
제 5장. 결론 24
참고문헌 25
