본 실험에서는 금속유기화학기상증착(MOCVD) 공정을 사용하여 산화갈륨(Ga₂O₃)(001) 기판 위에 Ga₂O₃ 박막을 에피택셜 성장시켰으며, 마그네트론 스퍼터링 공정을 통해 Ga₂O₃ 박막 위에 p-NiO 박막을 증착하여 Ga₂O₃/NiO 이종접합을 형성하고 이를 기반으로 접합 장벽 쇼트키 다이오드(JBS)를 제작하였다. X선 회절기(XRD), 원자력 현미경(AFM), 전계방출 주사전자현미경(SEM) 등을 이용하여 Ga₂O₃ 박막의 결정 품질, 표면 형상 및 두께를 특성화하고 분석하였다. 결과는 동종 에피택셜 Ga₂O₃ 박막이 <001> 방향으로 우선적으로 성장하며, 박막 표면은 비교적 평탄하고 계단식 에피택셜 성장 모드에 부합함을 나타냈고, NiO 박막 표면은 평탄하며 섬 모양의 성장 모드를 보였다. 소자 성능 시험 결과 JBS는 뚜렷한 정류 및 스위칭 특성을 가지며 높은 내압 특성을 보였다. 소자는 5 V 정방향 바이어스에서 216 A/cm²의 전류 밀도(J)와 9.6 mΩ∙cm²의 특성 전도 저항(R_on,sp)을 달성하였으며, 개시 전압(V_on)은 약 0.5 V이고 ±3 V 바이어스에서 정류비가 1×10⁸에 달했다. 역방향 바이어스 하에서 소자의 항복 전압(BV)은 약 440 V이며, 파워 피규어 오브 메리트(PFOM)는 20.16 MW/cm²에 달했다. 이를 기반으로 TCAD 소프트웨어로 소자 구조를 시뮬레이션하고, 내부 전기장 분포를 바탕으로 소자의 동작 원리를 분석하였다. Ga₂O₃/NiO 기반 JBS는 낮은 도통 손실과 높은 내압 특성을 동시에 가지며, Ga₂O₃ 고전압 전력 소자 개발에 새로운 아이디어를 제공한다.

산화갈륨; 금속유기화학기상증착; n-Ga₂O₃/p-NiO; 접합 장벽 쇼트키 다이오드