Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

$In_2O_3$ Thin Film Ozone Sensor Prepared by Sol-Gel Method

졸-겔법을 이용한 $In_2O_3$ 박막의 오존 센서

  • Lee, Yun-Su (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Song, Kap-Duk (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Choi, Nak-Jin (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Joo, Byung-Su (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Kang, Bong-Hwi (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Lee, Duk-Dong (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University)
  • 이윤수 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 송갑득 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 최낙진 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 주병수 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 강봉휘 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 이덕동 (경북대학교 전자.전기공학부)
  • Published : 2001.03.31
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Abstract

A highly selective, sensitive and reliable ozone sensing $In_2O_3$ thin film was fabricated by a sol-gel method. The fabricated film is operated at a relatively lower temperature than ever developed thin films and saved operating power. $In_2O_3$ films deposited by sol-gel technique has been recently attracted because it is an economical and energy saving method and precisely controlled microstructure. Indium alkoxide precursor was synthesized from the reaction between indium hydroxide and butanol. PVA binder was used to improve adhesion of the films. The $In_2O_3$ thin films were obtained by spin coating from 1 to 5 times followed by drying at $100^{\circ}C$ and calcining at $600^{\circ}C$ for 1h. The film thickness was controlled by the number of coating time. The morphology and the thickness of the $In_2O_3$ films were examined by a SEM and XRD. The $In_2O_3$ thin films show a high sensitive to ozone gas at operating temperature of $250^{\circ}C$. The $In_2O_3$ sensor has very good selectivity to $CH_4$, CO, $C_4H_{10}$ and ethanol.

오존가스에 대해 고감도, 고선택성 및 신뢰성을 가지는 $In_2O_3$ 박막을 졸-겔법을 이용하여 제작하였다. 제작된 박막은 기존의 제작방법에 비해 낮은 동작온도를 가지므로 에너지 소모를 줄일 수 있다. 최근 경제적이며 에너지를 절감할 수 있고 박막 구조에 대한 제어가 정확한 졸-겔법을 이용한 박막의 증착이 관심을 끌고 있다. Indium alkoxide precursor는 indium hydroxide와 부탄올을 합성하여 제조하였으며, 인디움 졸 용액을 스핀코팅법을 사용하여 증착하였다. 박막의 점착성을 향상시키기 위하여 PVA를 바인더로 사용하였다. $In_2O_3$ 졸을 스핀코팅 후 $600^{\circ}C$에서 1시간 열처리하는 방법을 $1{\sim}5$회 반복하여 박막을 형성하였다. 박막의 두께는 코팅횟수로 조절하였다. 표면 및 두께 분석과 박막의 결정성을 SEM과 XRD을 이용해 조사하였다. 제작된 $In_2O_3$ 박막은 동작온도 $250^{\circ}$에서 오존에 대해 높은 감도를 보였고, 메탄, 일산화탄소, 부탄 및 에탄올에 대해 좋은 선택성을 보였다.

Keywords