• 제목/요약/키워드: 사파이어($Al_2O_3$)

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질소 분위기에서 (NH4)[Al(edta)]·2H2O 착물으로부터 질화알루미늄 분말 및 휘스커의 합성 (Synthesis of Aluminum Nitride Powers and Whiskers from a (NH4)[Al(edta)]·2H2O Complex under a Flow of Nitrogen)

  • 정우식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.272-277
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    • 2002
  • 전구체로 ($NH_4)[Al(ethylenediaminetetraacetate)]{\cdot}2H_2O$ 착물을 이용한 수정된 열탄소환원질화법으로 질화알루미늄(AlN) 분말과 휘스커를 합성하였다. 이 분말은 질소분위기에서 별도의 환원용 탄소를 혼합하지 않고 1200$^{\circ}$C에서 1500$^{\circ}$C까지의 온도에서 하소시킨 다름 잔류탄소를 태워 버림으로써 얻어졌다. 이 질화과정을 Al-27 마법각 스핀 핵자기공명, 적외선 분광법 및 X-선 회절법으로 연구했다. 전구체 착물은 열분해되어 ${\rho}$-알루미나와 ${\gamma}$-알루미나로 되었다가 ${\gamma}-{\alpha}$알루미나 전이없이 AlN으로 바뀌었다. ${\gamma}$-알루미나가 AlN으로 바뀌면서 분말의 형상이 유지되는 것으로 보아 이 변환과정에서의 중간체는 알루미늄이나 aluminum suboxides와 같은 기체상이 아니고, 고체상의 $AlO_xN_y$임을 알 수 있다. (0001) 사파이어를 이용하면 AlN 휘스커를 합성할 수 있다.

사파이어 기판위에 올린 BST박막의 후 열처리 효과 (Covering Effects of post-deposition annealing for BST thin films on $Al_2O_3$)

  • 이동우;고중혁;노지형;문병무
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.266-267
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    • 2007
  • $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$(BST) films with different deposition temperatures were deposited on $Al_2O_3$ substrate by Nd:YAG Pulsed Laser Deposition(PLD). The deposition conditions to achieve high crystal structures and dielectric properties were optimized for both techniques. The structural characterization on the BST thin films was performed by X-Ray Diffraction(XRD) and Atomic Force Microscopy (AFM). Effects of post-deposition annealing of BST films were investigated. The best dielectric properties were obtained on $800^{\circ}C$ deposited BST film with post-deposition annealing at $1100^{\circ}C$ in flowing $O_2$ atmosphere for 2hours.

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R-면 사파이어 기판 위에 플라즈마 분자선 에피탁시법을 이용한 산화아연 박막의 성장 및 특성평가 (Growth and characterization of ZnO thin films on r-plane sapphire substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy)

  • 한석규;홍순구;이재욱;이정용
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.155-156
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    • 2006
  • Single crystalline ZnO fims were successfully grown on r-plane sapphire substrate by plasma-assisted molecular beam epitaxy. Epitaxial relationship between the ZnO film and the-r-plane sapphire was determined to be [-1101]$Al_2O_3\;{\parallel}$ [0001]ZnO, [11-20]$Al_2O_3\;{\parallel}$ [-1100]ZnO based on the in-situ RHEED analysis and confirmed again by HRXRD measurements. Grown (11-20) ZnO films showed faceted structure along the <0001> direction and the RMS roughness was about 4 nm.

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사파이어 기판 위에 증착된 ZnO 박막 특성에 대한 ZnO 버퍼층의 영향 (Effect of ZnO buffer layer on the property of ZnO thin film on $Al_{2}O_{3}$ substrate)

  • 김재원;강정석;강홍성;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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    • pp.140-142
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    • 2003
  • ZnO thin films are demanded for device applications, so ZnO buffer layer was used to improve for good properties of ZnO thin film. In this study, the structural, electrical and optical properties of ZnO thin films deposited with various buffer thickness was investigated by X-ray diffraction (XRD), Hall measurements, Photoluminescence(PL). ZnO buffer layer and ZnO thin films on sapphire($Al_{2}O_{3}$) substrate have been deposited $200^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$ respectively by pulsed laser deposition. It is observed the variety of lattice constant of ZnO thin film by (101) peak position shift with various buffer thickness. It is founded that ZnO thin film with buffer thickness of 20 nm was larger resistivity of 200 factor and UV/visible of 2.5 factor than that of ZnO thin films without buffer layer. ZnO thin films with buffer thickness of 20 nm have shown the most properties.

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전산해석을 통한 키로플러스 사파이어 단결정 성장공정의 유동 및 remelting 현상 분석 (Analysis of melt flows and remelting phenomena through numerical simulations during the kyropoulos sapphire single crystal growth)

  • 김진형;박용호;이영철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.129-134
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    • 2013
  • 사파이어($Al_2O_3$) 단결정 웨이퍼는 청색 LED(light emitting diode) 제작을 위한 핵심 소재로 사용되고 있으며, 사파이어 단결정의 품질에 따라 LED의 성능이 크게 좌우하게 된다. 여러 가지 사파이어 단결정 제조방법 중 키로플러스(Kyropoulos)법은 도가니 직경에 근접한 크기로 잉곳 생산이 가능하며, 내부 전위밀도가 낮아 고품질의 대구경 사파이어 잉곳 제작이 가능하다. 키로플러스법 공정에서 용융 알루미나의 유동은 seed의 성장 형태, 도가니 및 단열재의 형상에 영향을 받으며, 유동양상에 따라 단결정 사파이어 잉곳의 품질이 좌우된다. 특히 온도구배는 hot-zone 내부의 히터 구조와 밀접한 관련이 있으므로 본 연구에서는 도가니 단위표면적당 하부와 측면 히터의 발열비율에 따른 CFD(computational fluid dynamics) 해석을 실시하고, 해석결과를 토대로 각각 용융 알루미나의 유동 및 remelting 현상에 대해 분석하였으며, 이상적인 히터 발열비율을 도출하였다.

Structural and Electrical Transport Properties of Zn Doped CuCrO2 by Pulsed Laser Deposition

  • 김세윤;성상윤;추만헝;조광민;우진규;이준형;김정주;허영우
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.256-256
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    • 2010
  • 투명전극부터 디스플레이 산업에 이르기까지 광범위하게 응용되어지고 있고 개발되어지고 있는 투명전도산화물(TCO)은 ZnO, In2O3, SnO2 등을 기본으로 하는 n-type 재료가 대부분이다. 그러나 투명전도 산화물을 이용한 light emitting diode(LED), 투명한 태양전지, p-형 TFT와 같은 투명전자소자의 개발을 위해서는 p-type 소재가 필수적이다. p-type TCO 소재는 비교적 연구 개발 실적이 매우 부진한 실정이었다. 1997년 넓은 밴드갭을 가지는 ABO2(delafossite) 산화물이 p-type으로서 안정적이라는 것을 보고함에 따라 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 ABO2 형태를 가진 Delafossite구조 산화물이 가장 유망한 p-type 투명전도체 소재로 거론되고 있다. Delafossite 구조가 p-type 투명전도체에 적합한 결정구조인 이유는 밴드갭이 넓고 공유결합에 유리하기 때문이다. Delafossite구조는 상온에서 2종류의 polytype(상온에서 Rhombohedaral구조와 hexagonal 구조)이 존재하며 이들은 각각 3R 및 2H의 결정 구조를 가지고 있다. ABO2의 delafossite구조에서 Cu+의 배열은 c-축을 따라 Cu-O-Cr-O-Cu의 연속적인 층 구조로서 2차원연결로 보여 진다. 보고된 Cu- base delafossite구조를 가지는 재료들은 CuAlO2, CuGaO2, CuInO2 등 여러가지가 있다. 본 연구에서는 PLD를 이용하여 c-plane 사파이어 기판위에 성장된 delafossite구조인 CuCrO2박막의 특성을 알아보았다. p-type 특성을 위하여 CuCrO2에 Zn를 첨가하였으며 그에 따른 구조적 전기적 특성을 조사하였다. 성장온도와 산소분압을 $500{\sim}700^{\circ}C$, 0~10mTorr로 변화시켜 특성을 연구하였다. 성장온도 $700^{\circ}C$, 산소분압 10mTorr에서 c-plane 사파이어 기판위에 c-축 배향의 에피성장된 CuCrO2:Zn 박막을 얻을 수 있었다. Mg를 도핑함에 따른 p-type 특성보다 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 동일한 조건임에도 특정한 이차상의 존재를 통해 도핑된 Zn의 위치를 추측할 수 있었다. 온도와 분압에 따른 결정성과 표면상태를 SEM을 통해서 확인하였다.

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이온빔으로 질화처리된 사파이어기판위에 성장한 ZnO박막의 특성 (Properties of ZnO thin film grown on $Al_2O_3$ substrate pretremented by nitrogen ion beam)

  • 박병준;정연식;박종용;최두진;최원국;윤석진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.413-416
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    • 2004
  • In this study, zinc oxide(ZnO) having large misfit(18.2%) with sapphire was tried to be grown on very thin nitride buffer layers. For the creation of various kinds of nitride buffer layer, sapphire surface was modified by an irradiation of nitrogen ion beam with low energy generated from stationary plasma thruster(SPT) at room temperature. After the irradiation of ion beam, Al-N and Al-O-N bonding was identified to be formed as nitride buffet layers. Surface morphology was measured by AFM and then ZnO growth was followed by pulsed laser deposition(PLD). Their properties are analyzed by XRD, AFM, TEM, and PL. We observed that surface morphology was improved and deep level emission related to defects was almost vanished in PL spectra from the ZnO grown on nitride buffer layer.

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HVPE법에 의해 대구경 GaN 기판 성장 (Growth of Large GaN Substrate with Hydride Vapor Phase Epitaxy)

  • 김정돈;고정은;조철수;김영수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.99-99
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    • 2008
  • 대구경, 고품질 GaN 단결정 기판은 HVPE 방법을 이용하여 제조하였다. 이때 성장 방법은 기판인 $Al_2O_3$ 단결정 기판을 질화처리 하였으며, 이종기판 성장 시 야기되는 격자 불일치와 성장 후 냉각동안에 열팽창 계수의 불일치로 야기되는 휨이나 crack 발생을 제거하기 위하여 step-growth 방법을 사용하였다. 사파이어 위에 성장된 GaN의 기판은 두께가 380um이며, 직경은 3"로 crack 발생은 없었으며, $600^{\circ}C$에서 레이저 분리 방법을 이용하여 사파이어와 분리하였다. 그러나 분리된 기판은 이종기판과의 접촉면에서 고밀도 결함발생으로 인하여 휨이 발생하였으며, 표면을 연마한 후 DCXRD의 FWHM은 107 arcsec, PL을 이용한 결함밀도는 $6.2\times10^6/cm^2$으로 나타났다.

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RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 사파이어 기판 위에 성장시킨 ZnO: Ga 박막의 RTA 처리에 따른 photoluminescence 특성변화 (Enhancement of photoluminescence and electrical properties of Ga doped ZnO thin film grown on $\alpha$-$Al_2O_3$(0001) single crystal substrate by RE magnetron sputtering through rapid thermal annealing)

  • 조정;나종범;오민석;윤기현;정형진;최원국
    • 한국진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.335-340
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    • 2001
  • RF마그네트론 스퍼터링법으로 사파이어 기판 위에 Ga을 1 wt% 첨가한 ZnO 박막(GZO)을 기판온도 $550^{\circ}C$에서 성장시켜 다결정 박막을 제조하였다. 이러한 박막은 불충분한 전기적 특성이나 PL(Photoluminescence) 특성을 보이고 있다. 이러한 전하농도, 이동도 그리고 PL특성 등과 같은 전기적 광학적 특성을 향상시키고자 질소분위기하에서 RTA(Rapid Thermal Annealing) 법으로 $800^{\circ}C$$900^{\circ}C$에서 각각 3분씩 후열처리 하였다. RTA법으로 후열처리한 GZO박막의 비저항은 $2.6\times10^{-4}\Omega$/cm 였으며 전자농도와 이동도는 각각 $3.9\times10^{20}/\textrm{cm}^3$과 60 $\textrm{cm}^2$/V.s 였다. 이러한 물리적 성질들의 향상은 열처리시 원자 크기가 비슷한 도핑된 Ga 원자들이 일부 휘발되는 Zn 빈자리로 치환하면서 침입자리 보다는 치환자리로의 전이에 기인한 것으로 생각된다.

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