• Title, Summary, Keyword: ZnO 박막

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A Study on SAW Properties of Bilayer Thin Film Structure Composed of ZnO and Dielectric Thin Films (ZnO 박막과 유전체 박막으로 구성된 이중구조의 물성 및 표면 탄성파 특성)

  • 이용의;김형준
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.6 no.2
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    • pp.134-140
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    • 1995
  • SAW properties of SiNx/ZnO bilayer thin film structure were analyzed. ZnO thin films were deposited by rf magnetron sputter using O2 gas as an oxidizer. Structure of ZnO thin films was affected by Ar/O2 ratio. At the gas ratio of Ar/O2=67/33, the standard deviation of X-ray rocking curve of (002) preferred ZnO thin film was 2.17 degree. This value is sufficient to use ZnO thin films as an acoustic element. SAW velocity of glass/SiNx(7000Å)/Al/ZnO(5μm) structure was max. 2.2% faster than that of ZnO/glass.

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졸겔 스핀코팅 방법으로 성장된 ZnO 박막에서 씨앗층이 구조적 및 광학적 특성에 미치는 영향

  • Kim, Yeong-Gyu;Park, Hyeong-Gil;Nam, Gi-Ung;Yun, Hyeon-Sik;Kim, Ik-Hyeon;Park, Yeong-Bin;Park, Seon-Hui;Mun, Ji-Yun;Kim, Dong-Wan;Kim, Jin-Su;Kim, Jong-Su;Im, Jae-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.291.2-291.2
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    • 2014
  • ZnO 박막(thin film)은 씨앗층(seed layer)의 종류, 두께, 증착 조건 등에 따라 그 특성이 달라지는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 씨앗층의 종류에 따른 박막의 특성변화를 알아 보기 위해, 졸겔 스핀코팅(sol-gel spin-coating) 방법으로 4가지 종류의 씨앗층(Al-ZnO, Co-ZnO, Cu-ZnO, In-ZnO) 위에 ZnO 박막을 성장 한 후 성장된 ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성을 field emission scanning electron microscope, X-ray diffractometer, UV-visible spectrometer를 통해 조사하였다. ZnO 박막의 표면구조는 씨앗층의 종류에 따라 변하였으며, 씨앗층 위에 성장된 ZnO 박막들의 c축 배향성과 결정성이 씨앗층 없이 성장된 ZnO 박막보다 더 우수하게 나타났다. 투과도(transmittance) 측정값을 통해 계산된 광학적 밴드갭(optical bandgap)과 Urbach 에너지는 씨앗층에 따라 다른 값을 나타내었다. 광학적 밴드갭은 Al-ZnO 씨앗층 위에 성장된 ZnO 박막에서 가장 크게 나타났으며, Urbach 에너지는 Co-ZnO 씨앗층 위에 성장된 ZnO 박막에서 가장 낮았다. 따라서 ZnO박막 성장 시 용도에 맞게 적절한 씨앗층을 사용하는 것은 소자의 성능을 향상시키는데 매우 중요한 역할을 할 수 있다.

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Microstructure of ZnO Thin Films Deposited by PECVD using Diethylzine (Diethylzinc를 사용하여 PECVD로 증착한 ZnO 박막의 미세 구조 분석)

  • 김영진;김형준
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.4 no.2
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    • pp.92-99
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    • 1993
  • ZnO thin films were depositsd by Plasma enhanced CVD (PUW) using Diethylzinc and N2O gas, and micro-structue of ZnO thin films were investigated ZnO thin films composed of micro-crystallites was deposited at the substrate of loot. However, highly c-axis oriented ZnO thin films were deposited on the glass substrates above 200℃. TEM analysis revealed that an epitaxial (002) ZnO thin film was deposited on c-plane sapphire substrate at the substrate temperature of 350℃, and More patterns showing partial dislocation were observed at the grain boundary.

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The formation and the electrical properties of p-type ZnO films (p-형 ZnO 박막의 성장 및 전기적 특성에 대한 연구)

  • Jeong, M.C.;Moon, T.H.;Ko, Y.D.;Yun, Il-Gu;Myoung, J.M.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.72-74
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    • 2003
  • Rf magnetron sputtering을 이용하여 InP, GaAs 기판위에 ZnO 박막을 증착시켰다. 진공 ampul 및 $Zn_3P_2$ 분위기 하에서 열처리 과정을 통해 P와 As을 ZnO 박막내에 도핑하였으며, 박막의 전기적 특성 측정 결과 정공의 농도가 $10^{16}cm^{-3}-10^{19}cm^{-3}$ 으로서 p-형 전기전도도를 나타내었다. XRD 측정을 통하여 ZnO 박막의 내부에 이상이 존재하지 않는다는 것을 확인하였다. 또한 FESEM을 이용하여 p-형 ZnO 박막의 표면을 관찰하였으며 그 위에 n-형 ZnO 박막을 sputtering을 이용하여 증착시켜 I-V 특성을 관찰하였다. 본 실험을 통해 P 및 As의 확산을 통한 p-형 ZnO 박막의 성장이 가능하였으며, I-V 특성으로부터 ZnO의 발광소자 및 자외선 검출기로의 응용이 가능함을 확인하였다.

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The structural characteristics of ZnO thin films for TFT driver circuit (박막트랜지스터 구동회로용 ZnO 박막의 구조적 특성에 관한 연구)

  • Son, Jihoon;Kim, Sanghyun;Kim, Hongseung;Jang, Nakwon
    • Journal of the Korean Society of Marine Engineering
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    • v.37 no.1
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    • pp.72-77
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    • 2013
  • The effect of sputtering condition on the structural properties of ZnO thin films grown by RF magnetron sputtering system was investigated for TFT driver circuit. ZnO thin films were grown with ZnO target varying RF power and working pressure. Structural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM). The ZnO thin films have sufficient crystallinity on the 100W RF power. But, the surface roughness of ZnO films was increased as increased RF power. As increased working pressure from 5 mTorr to 15 mTorr, a full width at half maximum (FWHM) of ZnO (002) peak was increased.

Characterization of Al-doped ZnO Thin Films by Atomic Layer Deposition (원자층 증착법으로 증착한 Al을 도핑한 ZnO 박막의 특성평가)

  • Shin, Woong-Chul;Choi, Kyu-Jeong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.175-175
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    • 2008
  • 투명전극으로 사용되고 있는 Indium tin oxide (ITO) 박막은 전기적 전도도와 기판과의 접확성, 화학적 안정성, 광투과율 등의 특성과 함께 우수한 전기 광학적 거동을 보이고 있다. 그러나 ITO는 고가의 재료이기 때문에 대체 투명전극으로 Al을 도핑한 ZnO 박막의 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO:Al 박막은 chemical vapor deposition, reactive magnetron sputtering, electron-beam evaporation, pulsed laser deposition 등의 당양한 방법을 이용하여 증착하였다. 그러나 최근 낮은 온도에서 대면적의 균일성과 우수한 특성 때문에 atomic layer depositon (ALD) 방법을 이용하여 많은 연구가 진행되고 있으며, 이런 투명전극은 태양전지를 위해 연구되어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 ALD 방법으로 Al의 도핑 양을 조절하여, ZnO:Al 박막을 제조하여 그 특성을 평가하고, 또한 ZnO TFT를 제작하여 발표하고자 한다. ZnO와 ZnO:Al 박막은 실리콘과 유리 기판 위에 ALD (Lucida-D200, NCD Technology) 장치로 증착하였다. DEZn, TMA, $H_2O$는 ZnO와 ZnO:Al 박막을 증착하기 위한 전구체와 반응가스로 사용하였다. 증착된 박막은 XRD와 HRTEM을 이용하여 결정구조와 미세구조를 분석하였다. AFM과 4-point probe를 이용하여 증착된 박막의 표면 거칠기와 면저항을 관찰하였다. semiconductor parameter 분석기를 이용하여 제작된 ZnO TFT를 평가하였다.

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금속 산화물 나노입자가 포함된 ZnO 박막의 광학적 및 전기적 특성 연구

  • Lee, Dong-Uk;O, Gyu-Jin;Sim, Seong-Min;Kim, Eun-Gyu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.210.1-210.1
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    • 2013
  • ZnO는 태양전지의 투명전극 및 윈도우 물질로 그 동안 광범위하게 사용되어 왔다. 하지만 태양광의 효율 증가를 위하여서는 가시광 영역뿐만 아니라 자외선 및 적외선 영역을 이용할 필요가 있다. 또한 금속 산화물 반도체 나노 입자는 크기를 조절하여 흡수하는 태양광의 파장 영역을 조절할 수 있고 이를 이용하여 이종구조를 사지는 고효율의 태양전지를 구현할 수 있다. 본 연구에서는 3.4 eV의 에너지 밴드갭을 가지는 ZnO박막내에 밴드갭을 조절 할 수 있는 금속 산화물 나노입자를 삽입하여 광학적, 전기적 특성을 연구하였다. ZnO 박막을 증착하기 전 유리 및 사파이어 기판에 스퍼터를 사용하여 Pt금속전극을 형성한 이후, ZnO 박막을 $1{\times}10^{-10}$ Torr의 기본 진공도를 유지하는 초고진공 스퍼터를 사용하여 100 nm 두께로 증착 하였다. 금속 산화물 나노 입자를 제작 하기 위하여, ZnO 박막에 열증착 장비(thermal evaporator)를 사용하여 In 나노 입자를 10 nm 이하의 크기로 제작 하였다. 그 상부에 초고진공 스퍼터 와 열증착 장비를 사용하여 ZnO 박막 및 In 나노 입자를 순차적으로 증착하여 수백 nm 두께의 ZnO 박막을 제작한다. ZnO 박막 내부에 형성된 In 양자점은 ZnO 증착공정 중에 산화되어 $In_2O_3$ 의 산화물 나노 입자로 형성되며, 내부의 구조는 투과전자 현미경을 사용하여 확인 하였다. 제작된 금속 산화물 나노입자가 포함된 ZnO 박막의 광학적 특성을 photoluminescence, UV-Vis spectroscopy, ellipsometry를 통하여 확인 하였으며, solar simulator와 전류-전압 특정 장비를 사용하여 전기적 특성을 분석 하였다.

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Early Stage Heteroepitaxial Growth Behavior of ZnO Thin Films on $Al_2O_3$(0001) ($Al_2O_3$(0001) 기판상 ZnO 이종 에피탁시 박막의 초기성장거동)

  • 이동주;박재영;장창환;김상섭
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • pp.175-175
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    • 2003
  • ZnO 박막은 그 동안 어려운 문제로 여겨진 p형 도핑방법이 점차 알려 지면서 발광소자 적용 가능성이 주목받고 있다. ZnO는 발광 스펙트럼(PL) 피크의 날카로움, 높은 exciton 결합에너지, 습식식각의 가능, 벽개면 형성의 용이함 및 동종 기판 적용 가능 등의 본질적인 장점을 지니고 있어 재현성있는 p형 도핑방법 기술이 확립된다면 이를 이용한 발광소자 적용 시 기존의 질화물계에 비하여 우수한 소자 제조 가능성이 있다. 이에 따라 국내외에서 ZnO 박막제조에 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. 특히 ZnO 박막을 발광소자로 적용하기 위해서는 고품질의 에피탁시 박막을 성장시켜야 하며 이를 위하여 MBE, MOCVD, PLD법 등 다양한 에피탁시 박막증착이 시도되고 있다. 또한 보다 양질의 ZnO 박막을 성장시키기 위해 적절한 단결정 기판 및 버퍼층의 탐색과 각 기판에 따른 ZnO 박막의 물성평가 작업도 국내외의 여러 연구그룹에서 진행되고 있다.

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졸-겔 법으로 증착된 ZnO 박막의 냉각 속도 및 후열처리에 따른 특성

  • Kim, Min-Su;Im, Gwang-Guk;Kim, So-A-Ram;Nam, Gi-Ung;Lee, Dong-Yul;Kim, Jin-Su;Kim, Jong-Su;Im, Jae-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.246-246
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    • 2011
  • 졸-겔 스핀코팅(sol-gel spin-coating)법을 이용하여 실리콘 기판에 ZnO 박막을 증착하였다. 증착된 졸 용액을 전열처리(pre-heat treatment) 후, 다른 속도로 상온까지 냉각시켰다. ZnO 박막의 특성 분석을 위하여 atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), Raman, photoluminescence (PL)을 이용하였다. 전열처리 후 5$^{\circ}C$/min의 속도로 천천히 냉각시킨 ZnO 박막은 산맥구조(mountain chain structure)로 표면이 매우 거친 반면, 빠르게 냉각시킨 ZnO 박막은 매우 매끄러운 표면을 나타내었다. 빠르게 냉각시킨 ZnO 박막의 c-축 배향성(c-axis preferred orientation)이 느리게 냉각시킨 ZnO 박막의 배향성보다 더 우세하게 나타났고, 결정성도 우수하였다. 뿐만 아니라, 빠르게 냉각시킨 ZnO 박막의 광학적 특성이 느리게 냉각시킨 ZnO 박막의 특성보다 우수하게 나타났다. 후열처리(post-heat treatment)에 의해 ZnO 박막의 구조적 및 광학적 특성이 더욱 향상되었다.

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플라즈마 분자선 에피택시 법으로 다공질 실리콘에 성장한 ZnO 박막의 열처리 온도에 따른 구조적 및 광학적 특성

  • Kim, Min-Su;Im, Gwang-Guk;Kim, So-A-Ram;Nam, Gi-Ung;Lee, Dong-Yul;Kim, Jin-Su;Kim, Jong-Su;Im, Jae-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.247-247
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    • 2011
  • 플라즈마 분자선 에피택시(plasma-assisted molecular beam epitaxy)법을 이용하여 다공질 실리콘(porous silicon)에 ZnO 박막을 성장하였다. 성장 후, 아르곤 분위기에서 10분 간 다양한 온도(500~700$^{\circ}C$)로 열처리하였다. 다공질 실리콘 및 열처리 온도가 ZnO 박막의 특성에 미치는 영향을 scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL)을 이용하여 분석하였다. 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막은 일반적은 섬구조(island structure)로 성장된 반면, 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막은 산맥과 같은 구조(mountain range-like structure)로 성장되었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 ZnO 박막의 grain size는 증가하였다. 실리콘 기판 위에 성장된 ZnO 박막은 wurtzite 구조를 나타내는 여러 개의 회절 피크가 관찰된 반면, 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막은 c-축 배향성(c-axis preferred orientation)을 나타내는 ZnO (002) 회절 피크만이 나타났다. 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막의 구조적 및 광학적 특성이 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막의 특성보다 우수하게 나타났다. 뿐만 아니라, 열처리 온도가 증가함에 따라 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막의 PL 강도비(intensity ratio)가 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막의 강도비보다 월등하게 증가하였다.

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