• Title/Summary/Keyword: 산화아연 박막

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The Effects of SiO Gas Barrier Film on the Depositing IZO/Glass Thin Film (IZO/Glass 성막 시 SiO가스배리어막의 영향)

  • Kim, Do-Hyoung;Yoon, Han-Ki;Qiu, Zhiyong;Murakami, Ri-ichi
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.215-219
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    • 2007
  • In this work, the indium zinc oxide (IZO) films had been deposited on the glass substrate coated with the SiO film. Based on a comparative investigation of the IZO monolayer and IZO/SiO multilayer, it is shown that the thickness of SiO film has a great effect on the mechanical properties of the thin films. The AFM images of the IZO thin film included the SiO film were shown smoother surfaces than monolayer. Resistivity was in inverse proportion to Mobility. If it deposited the SiO film on the substrate, the layer of change was generated between two layer(SiO and substrate). The layer of change influenced resistance because of oxygen content was more than the IZO monolayer.

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Double Texturing of Glass Substrate and ZnO : Al Transparent Electrode Surfaces for High Performance Thin Film Solar Cells (고성능 박막태양전지를 위한 유리 기판 및 산화 아연 투명 전극의 2중 구조 표면 조직화 공정 연구)

  • Kang, Dong-Won
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.66 no.8
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    • pp.1230-1235
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    • 2017
  • We studied surface texture-etching of glass substrate by using reactive ion etching process with various working pressure (0.7~9.0 mT). With the increase in the pressure, a haze parameter, which means diffusive transmittance/total transmittance, was increased in overall wavelength regions, as measured by spectrophotometer. Also, atomic force microscopy (AFM) study also showed that the surface topography transformed from V-shaped, keen surface to U-shaped, flattened surface, which is beneficial for nanocrystalline silicon semiconductor growth with suppressing defective crack formation. The texture-etched ZnO:Al combined with textured glass exhibited pronounced haze properties that showed 60~90 % in overall spectral wavelength regions. This promising optical properties of double textured, transparent conducting substrate can be widely applied in silicon thin film photovoltaics and other optoelectronic devices.

The Effect of in situ Ultraviolet Irradiation on the Chemical Vapor Deposited ZnO Thin Films (증착 중 자외광 노광에 의한 산화 아연 박막의 특성 변화)

  • Kim, Bo-Seok;Baik, Seung Jae
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.29 no.4
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    • pp.241-246
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    • 2016
  • ZnO thin films have wide application areas due to its versatile properties as transparent conductors, wide-bandgap n-type semiconductors, gas sensor materials, and etc. We have performed a systematic investigation on ultraviolet-assisted CVD (chemical vapor deposition) method. Ultraviolet irradiation during the deposition of ZnO causes chemical reduction on the growing surface; which results in the reduction of the deposition rate, increase in the surface roughness, and decrease of the electrical resistivity. These effects produce larger characteristic variation with various deposition conditions in terms of surface morphology and optical/electrical properties compared to normal CVD deposited ZnO thin films. This versatile controllability of ultraviolet-assisted CVD can provide a larger processing options in the fabrication of nano-structured materials and flexible device applications.

열처리 분위기에 따른 IGZO의 전기적 특성 변화

  • Kim, Guk-Nam
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.333.1-333.1
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    • 2014
  • 이번 연구는 비정질 인듐-갈륨-아연-산화막(IGZO)을 이용한 박막트랜지스터(TFT)의 열처리 분위기에 따른 전기적 특성을 비교하는 것이다. IGZO의 열처리 시 널리 용하는 Air 분위기 뿐만 아니라, 순수한 N2 및 O2 분위기에서 전기적 특성(Ion/Ioff, S.S 기울기 및 V등)이 어떻게 변하는지를 1차적으로 비교 분석하며, 추후 심화 단계로 gate bias stress가 TFT에 미치는 영향을 확인하였다. 우선 열처리 분위기에 따른 특성을 확인하였다. N2분위기의 경우 다른 분위기와 아주 조금의 차이는 있으나 열처리를 하지 않은 경우를 제외한 나머지는 전체적으로 유사하였다. 좀 더 자세히 보면 두번째의 경우 Forward와 Reverse의 경우 전체적으로 모두 유사해 보였고, 특히 N2분위기의 경우 가장 안정적임을 알 수 있었다. 또 Stress Time에 따른 V의 변화량을 측정하였는데 역시 열처리를 하지 않은 경우에는 시간이 지날수록 변화가 크게 나타나 안정성에 문제가 있었다. 하지만 Air, N2, O2분위기에서는 약간의 미세한 차이는 있으나 전체적으로 유사하였다. 마지막으로 IGZO의 특성상 저온열처리를 하는 경우가 많은데 이러한 경우에는 열처리 시간에 따라 Stress Time의 변화에 따른 V차이를 확인하였다. 실험 결과 열처리 시간이 길어질수록 Stress Time에 따른 V의 변화가 작게 나타났다. 이를 통해 저온의 경우 약 5~8시간의 열처리를 한 경우가 안정적이라는 결론을 얻을 수 있었다.

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Transfer of Heat-treated ZnO Thin-film Plastic Substrates for Transparent and Flexible Thin-film Transistors (투명 유연 박막 트랜지스터의 구현을 위한 열처리된 산화아연 박막의 전사방법 개발)

  • Kwon, Soon Yeol;Jung, Dong Geon;Choi, Young Chan;Lee, Jae Yong;Kong, Seong Ho
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.27 no.3
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    • pp.182-185
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    • 2018
  • Zinc oxide (ZnO) thin films have the advantages of growing at a low temperature and obtaining high charge mobility (carrier mobility) [1]. Furthermore, the zinc oxide thin film can be used to control application resistance depending on its oxygen content. ZnO has the desired physical properties, a transparent nature, with a flexible display that makes it ideal for use as a thin-film transistor. Though these transparent flexible thin-film transistors can be manufactured in various manners, manufacturing large-area transistors using a solution process is easier owing to the low cost and flexible substrate. The advantage of being able to process at low temperatures has been attracting attention as a preferred method. However, in the case of a thin-film transistor fabricated through a solution process, it is reported that charge mobility is lower. To improve upon this, a method of improving the crystallinity through heat treatment and increasing electron mobility has been reported. However, as the heat treatment temperature is relatively high at $500^{\circ}C$, an application where a flexible substrate is absent would be more suitable.

Carrier-enhanced Ferromagnetism in Cr-doped ZnO (Cr이 치환된 ZnO에서 나르개에 의한 강자성의 향상)

  • Sim, Jae-Ho;Kim, Hyo-Jin;Kim, Do-Jin;Ihm, Young-Eon;Yoon, Soon-Kil;Kim, Hyun-Jung;Choo, Woong-Kil
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.15 no.3
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    • pp.181-185
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    • 2005
  • We have investigated the effects of Al codoping on the structural, electrical transport, and magnetic properties of oxide diluted magnetic semiconductor $Zn_{1-x}Cr_xO$ thin films prepared by reactive sputtering. Nondoped $Zn_{0.99}Cr_{0.01}O$ thin films show semiconducting transport behavior and weak ferromagnetic characteristic. The Al doping increases the carrier concentration and results in an decrease of resistivity and metal-insulator transition behavior. With increasing carrier concentration, the magnetic properties drastically change, exhibiting a remarkable increase of the saturation magnetization. These results show carrier-enhanced ferromagnetic order in Cr-doped ZnO.

Effects of Precursor Concentration on Surface and Optical Properties of ZnO Nano-Fibrous Thin Films Fabricated by Spin-Coating Method (스핀코팅 방법으로 제작된 ZnO 나노 섬유질 박막의 전구체 농도에 따른 표면 및 광학적 특성)

  • Kim, Min-Su;Kim, Ghun-Sik;Yim, Kwang-Gug;Cho, Min-Young;Jeon, Su-Min;Choi, Hyun-Young;Lee, Dong-Yul;Kim, Jin-Soo;Kim, Jong-Su;Lee, Joo-In;Leem, Jae-Young
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.19 no.6
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    • pp.483-488
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    • 2010
  • ZnO nano-fibrous thin films with various precursor concentrations ranging from 0.2 to 1.0 mol (M) were grown by spin-coating method and effects of the precursor concentration on surface and optical properties of the ZnO nano-ribrous thin films were investigated by using scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL). ZnO nuclei were formed at the precursor concentration below 0.4 M and the ZnO nano-fibrous thin films were grown at the precursor concentration above 0.6 M. Further increase in the precursor concentration, the thickness of the ZnO nano-fibrous thin films is gradually increased. The intensity and the full-width at half-maximum (FWHM) of the near-band-edge emission (NBE) is increased as the precursor concentration is increased. The deep-level emission (DLE) is red-shifted as the precursor concentration is increased.

고주파 스퍼터링법으로 증착한 ZnO 박막의 응력 형성

  • 곽상현;이재빈;김형준
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.193-193
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    • 2000
  • 박막 내의 잔류 응력은 막의 기계적 전기적 물성을 변화시키는 등 박막에 많은 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 이러한 응력은 박막의 증착 공정중 여러 가지 증착 조건에 의해서 변화하게 되는데, 특히 스퍼터링 시스템의 경우에는 증착 압력과 사용하는 가스, 인가되는 전력 등 기본적인 증착조건들에 상당한 영향을 받는다. 이러한 영향은 금속 박막의 경우 상당히 잘 알려져 있다. 또한 반도체 공정에서 금속화 과정중 금속 전극의 단락등을 막기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 시스템을 사용하여 산화 아연(ZnO)을 증착하고 여러 공정 변수들에 따른 응력의 변화를 관찰하였다. 실험에서 ZnO 타겟을 사용하였으며, 작동 가스로는 아르곤과 산소를 사용하였다. 증착한 박막들은 모두 압축 응력을 보였으며, 박막의 응력에 가장 큰 영향을 미치는 요소들은 압력, 산소와 아르곤의 비, 기판과 타겟과의 거리 등이었는데, 인가 전력에는 거의 영향을 받지 않았다. 일반적으로 스퍼터링 시스템에서의 압축응력은 atomic peening에 의해서 형성되는데, 박막을 두드리는 높은 에너지의 아르곤이나 산소의 유량과 에너지의 1/2승에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나 본 시스템에서는 인가 전력을 높여도 응력이 증가하지 않았고, 타겟과의 거리를 줄이면 오히려 응력이 감소함을 보였다. 이는 박막의 응력이 peening 하는 입자의 에너지뿐만이 아니라 증착되는 물질의 증착 속도와도 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 즉, 증착속도가 증가하면 peening하는 입자가 끼치는 응력의 효과가 반감되기 때문으로 수식을 통해 증명할 수 있었다.진탄화 처리시간을 변화시켰을 때 화합물층의 생성은 ${\gamma}$'상으로부터 시작되고 $\varepsilon$상은 즉시 ${\gamma}$'상을 소모하면서 생성되어 일정시간이 지난 후 $\varepsilon$상은 안정화되며 질소가스농도가 증가할수록 화합물 층내의 $\varepsilon$상분율은 역시 증가하였다. 한편 CH4 가스농도는 처리되는 강종에 따라 차이를 보이며 적정 CH4 가스농도를 초과시에는 $\varepsilon$상 생성은 억제되고 시멘타이트상이 생성되었다.e에서 발생된 질소 플라즈마를 구성하는 이온들의 종류와 그 구성비율을 연구하였다.여러 가지 응용으로의 가능성을 가지고 있다. 그 예로 plasma processing, plasma wave에 의한 입자 가속, 그리고 가스 레이저 활성 매질 발생 등이 있다. 특히 plasma processing의 경우 helicon plasma는 높은 밀도, 비교적 낮은 자기장, remote operation 등이 가능하다는 점에서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 상업용으로도 PMT와 Lucas Signatone Corp.에 서 helicon source가 제작되었다. 또한 높은 해리율을 이용하여 저유전 물질인 SiOF의 증착에서 적용되고 있다. 이 외에도 다수의 연구결과들이 발표되었다. 잘 일치하였다.ecursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인

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Structural and Optical Properties of Sol-gel Derived ZnO:Cu Films

  • Bae, Ji-Hwan;Park, Jun-Su;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.199-199
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    • 2013
  • 최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

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Fabrication and Photoelectrochemical Properties of an Oxide Photoanode with Zinc Oxide Nanorod Array Embedded in Cuprous Oxide Thin Film (산화아연 나노막대가 내장된 아산화구리 박막 구조를 이용한 산화물 광양극 제작 및 광전기화학적 특성)

  • Min, Byeongguk;Kim, Hyojin
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.29 no.3
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    • pp.196-203
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    • 2019
  • We report on the fabrication and characterization of an oxide photoanode with a zinc oxide (ZnO) nanorod array embedded in cuprous oxide ($Cu_2O$) thin film, namely a $ZnO/Cu_2O$ oxide p-n heterostructure photoanode, for enhanced efficiency of visible light driven photoelectrochemical (PEC) water splitting. A vertically oriented n-type ZnO nanorod array is first prepared on an indium-tin-oxide-coated glass substrate via a seed-mediated hydrothermal synthesis method and then a p-type $Cu_2O$ thin film is directly electrodeposited onto the vertically oriented ZnO nanorod array to form an oxide p-n heterostructure. The introduction of $Cu_2O$ layer produces a noticeable enhancement in the visible light absorption. From the observed PEC current density versus voltage (J-V) behavior under visible light illumination, the photoconversion efficiency of this $ZnO/Cu_2O$ p-n heterostructure photoanode is found to reach 0.39 %, which is seven times that of a pristine ZnO nanorod photoanode. In particular, a significant PEC performance is observed even at an applied bias of 0 V vs $Hg/Hg_2Cl_2$, which makes the device self-powered. The observed improvement in the PEC performance is attributed to some synergistic effect of the p-n bilayer heterostructure on the formation of a built-in potential including the light absorption and separation processes of photoinduced charge carriers, which provides a new avenue for preparing efficient photoanodes for PEC water splitting.