AlGaN/GaN-on-Si 이종접합 기반의 고감도 수소센서 = High Sensitivity Hydrogen Sensor Based on AlGaN/GaN-on-Si Heterostructure

국문 초록 (Abstract)

에너지 고갈 문제에 대한 대처 방안으로 수소에너지는 직간접적인 긍정적 효과를 가져온 반면, 사용시 안정성이 매우 중요한 사항이기 때문에 수소가스에 대한 정확하고 빠른 감지를 가능하게 하는 센서 기술이 요구된다. 본 연구에서는 AlGaN/GaN 이종접합 반도체 플렛폼을 활용하여 Pd 촉매 기반의 수소센서를 개발하였으며 감도를 높이기 위하여 식각 구조를 도입하였다. 온도 및 바이어스 전압이 센서의 반응도에 미치는 영향을 수소가스 위험도 최하한선 농도인 4% 수소 농도에 노출된 경우에 대하여 세심하게 분석하였다. AlGaN/GaN 이종접합의 우수한 특성에 식각 구조가 도입된 결과 56%의 높은 반응도와 0.75 초의 빠른 응답 속도 성능을 달성하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Hydrogen energy has positive effects as an alternative energy source to overcome the energy shortage issues. On the other hand, since stability is very important in use, sensor technology that enables accurate and rapid detection of hydrogen gas is highly required. In this study, hydrogen sensor was developed on AlGaN/GaN heterostructure platform using Pd catalyst where a recess structure was employed to improve the sensitivity. Temperature and bias voltage dependencies on sensitivity were carefully investigated using a hydrogen concentration of 4% that is the safety threshold concentration. Due to the excellent properties of AlGaN/GaN heterostructure in conjunction with the recess structure, a very high sensitivity of 56% was achieved with a fast response speed of 0.75 sec.