• 제목/요약/키워드: GZO 박막

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전자빔 표면 조사에 따른 GZO 박막의 물성과 가스센서 응용 연구 (Effect of Electron Irradiation on the Properties of GZO Thin Film and its Gas Sensor Application)

  • 김대일
    • 열처리공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.140-143
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    • 2011
  • In this work, Ga doped ZnO (GZO) films were prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering without intentional substrate heating on glass substrate and then the effect of the intense electron irradiation on structural and electrical properties and the NOx gas sensitivity were investigated. Although as deposited GZO films showed a diffraction peak for ZnO (002) in the XRD pattern, GZO films that electron irradiated at electron energy of 900 eV showed the higher intense diffraction peaks than that of the as deposited GZO films. The electrical property of the films are also influenced with electron's energy. As deposited GZO films showed the three times higher resistivity than that of the films irradiated at 900 eV In addition, the sensitivity for NOx gas is also increased with electron irradiation energy and the film sensor showed the proportionally increased gas sensitivity with NOx concentration. This approach is promising in gaining improvement in the performance of thin film gas sensors used for the detection of hazard gas phase.

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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DC 마그네트론 동시방전 시스템을 이용하여 증착한 GAZO 박막의 특성 평가 (Characterisecs of GAZO Films Deposited by DC Magnetron Co-Sputtering System)

  • ;박세훈;송풍근
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.187-187
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    • 2009
  • GAZO 박막의 증착은 $Ga_{2}O_{3}$의 첨가량 (6.65wt%) GZO 타겟과 $Al_{2}O_{3}$의 첨가량 (2.0wt%) AZO 타겟이 각각 장착된 2개의 캐소드를 이용한 DC 마그네트론 동시방전법에 의하여 non-alkali glass 기판위에 다양한 조건(파워, 기판온도, $H_2$ 참가량)에서 행하였다. GAZO박막의 전기적 특성은 Hall Effect measurements를 사용하여 측정 하였으며, 구조적 특성, 박막의 화학적 조성 및 광학적 특성은 XRD(X-ray diffraction), FESEM(Filed Emission Scanning Electron Microscope) 및 UV-Vis Spectrophotometer를 사용하여 평가 하였다. Al을 도입함으로써 캐리어밀도의 증가에 의해 GZO 박막의 특성은 개선됨을 확인 할 수 있었다.

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RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 유리 기판 위에 성장 시킨 Ga 도핑된 ZnO 박막의 열처리에 따른 구조적, 광학적 특성 평가 (Structural and optical properties of heat-treated Ga doped ZnO thin films grown on glass substrate by RF magnetron sputtering)

  • 이지수;김금채;전훈하;황보수정;김도현;성창모;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.23-27
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    • 2008
  • 본 연구에서는 상온에서 RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 유리 기판위에 증착된 Ga 도핑 된 다결정 ZnO 박막의 특성을 개선하기 위하여 적정 열처리 조건을 분석하였다. 먼저 박막 성장 후 박막의 특성을 분석하였고 각각 $400{\sim}600^{\circ}C$에서 30분, 60분간 질소 분위기에서 열처리를 한 후 구조적, 광학적 특성을 평가하였다. XRD와 FE-SEM을 사용하여 열처리온도 변화에 따른 결정입자의 크기의 변화를 관찰하였다. 그 결과 성장된 결정의 크기의 증가와 박막의 결정성이 향상되었음을 확인할 수 있었으며 그로 인해 박막 특성을 중시하는 투명 전도막의 투과도의 향상 또한 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 실험을 통하여 ZnO 성장 후 적절한 열처리를 수행함으로서 GZO 박막을 사용하여 제작된 소자의 특성을 개선할 수 있으리라 판단된다.

이종타겟을 이용한 GZO 박막의 제작

  • 정유섭;김상모;손인환;김경환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.120-120
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    • 2009
  • Ga doped ZnO (GZO) transparent conductive films were deposited on the glass substrates at room temperature by facing target sputtering (FTS) method. The sputtering targets were 100 mm diameter disks of GZO($Ga_2O_3$ 3.w.t%) and Zn metal. The GZO thin films were deposited as a various $PO_2$ (oxygen gas content). Base pressure was $2{\times}10^{-6}torr$, and a working pressure was 1mTorr. The properties of thin films on the electrical and optical properties of the deposited films were investigated by using a four-point probe (Chang-min), a Hall Effect measurement (Ecopia) and an UV/VIS spectrometer (HP). The minimum resistivity of film was $6.5{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$ and the average transmittance of over 80% was seen in the visible range

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산소 분압비에 따라 제작된 GZO 박막의 특성 (Properties of GZO thin films prepared by oxygen gas flow rate)

  • 정유섭;김경환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.336-336
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    • 2010
  • Ga doped ZnO (GZO) transparent conductive films were deposited on the glass substrates at room temperature by facing target sputtering (FTS) method. The sputtering targets were 100 mm diameter disks of GZO($Ga_2O_3$ 3.w.t%) and Zn metal. The GZO thin films were deposited as a various $PO_2$ (oxygen gas content). Base pressure was $2{\times}10^{-6}$torr, and a working pressure was 1mTorr. The properties of thin films on the electrical and optical properties of the deposited films were investigated by using a four-point probe, a Hall Effect measurement and an UV/VIS spectrometer. The minimum resistivity of film was $6.5{\times}10^{-4}$[$\Omega$-cm] and the average transmittance of over 80% was seen in the visible range.

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RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착 된 GZO 박막의 진공 열처리온도에 따른 구조적, 광학적, 전기적 특성 연구 (Effect of Post Deposition Annealing Temperature on the Structural, Optical and Electrical Properties of GZO Films Prepared by RF Magnetron Sputtering)

  • 김대일
    • 열처리공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.199-202
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    • 2011
  • Ga doped ZnO thin films were deposited with RF magnetron sputtering on glass substrate without intentional substrate heating and then the effect of post deposition annealing temperature on the structural, optical and electrical properties of the films was investigated. The post deposition annealing process was conducted for 30 minutes in a vacuum of $1{\times}10^{-3}$ Torr and the vacuum annealing temperatures were 150 and $300^{\circ}C$, respectively. As increase annealing temperature, GZO films show the increment of the prefer orientation of ZnO (002) diffraction peak in the XRD pattern and the optical transmittance in a visible wave region was also increased, while the electrical sheet resistance was decreased. The figure of merit obtained in this study means that GZO films which vacuum annealed at $300^{\circ}C$ have the highest optoelectrical performance in this study.

RF magnetron sputtering 법으로 증착된 GZO와 ZnO 박막의 광학적 특성 (The optical properties of GZO and ZnO thin films deposited by RF magnetron sputtering)

  • 황보수정;전훈하;김금채;이지수;김도현;최원봉;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.453-457
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    • 2007
  • 상온에서 RF magnetron sputtering 을 이용하여 10nm에서 50nm 의 두께를 가지는 ZnO와 GZO 를 유리 기판위에 증착하여 두 물질 간의 구조적 특성과 광학적 특성을 평가하였다. 구조적인 특성은 투과전자현미경 (TEM) 과 주사전자현미경 (SEM)을 통해 이루어졌다. 광학적 특성 평가는 spectrophotometer를 이용하여 UV-VIS-NIR 영역에 관한 투과도를 측정하였다. ZnO의 결정크기가 GZO보다 상대적으로 더 크게나왔으며 이는 결정 경계면에서 발생하는 광산란을 줄임으로서 투과도의 향상을 가져왔다. 투과 전 영역에서 ZnO의 투과도가 더 높게 나왔으며, 특히 50nm 박막의 경우 ZnO의 투과도가 GZO 보다 20% 이상 더 뛰어난 것을 확인 할 수 있었다.

Reaction Gas 변화에 따라 스퍼터된 Ga Doped ZnO 박막의 특성 (Properties of Sputtered Ga Doped ZnO Thin Film Under Various Reaction Gas Ratio)

  • 김종욱;김홍배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.289-293
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    • 2013
  • We have studied structural, optical, and electrical properties of the Ga-doped ZnO (GZO) thin films being usable in transparent conducting oxides. The GZO thin films were deposited on the corning 1737 glass plate by the RF magnetron sputtering system. To find optimal properties of GZO for transparent conducting oxides, the Ar gas in sputtering process was varied as 40, 60, 80 and 100 sccm, respectively. As reaction gas decreased, the crystallinity of GZO thin film was increased, the optical bandgap of GZO thin film increased. The transmittance of the film was over 80% in the visible light range regardless of the changes in reaction gas. The measurement of Hall effect characterizes the whole thin film as n-type, and the electrical property was improved with decreasing reaction gas. The structural, optical, and electrical properties of the GZO thin films were affected by Ga dopant content in GZO thin film.

RF magnetron sputtering으로 증착한 GZO 박막의 열 처리 온도 변화에 따른 구조적, 광학적, 전기적 특성 (Structural, Optical and Electrical Properties of GZO Thin Film for Annealing Temperature Change by RF Magnetron Sputtering System)

  • 이윤승;김홍배
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.41-45
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    • 2016
  • ITO/GZO double layered thin films were prepared on transparent glass substrates. Ga-doped ZnO(GZO) films were deposited by RF magnetron sputtering using an ZnO:Ga (98: 2 wt%) target. The post deposition annealing process was conducted for 30 minutes at different temperature of 100, 200, 300 and $400^{\circ}C$, respectively. As increase annealing temperature, ITO/GZO double layered thin films show the increment of the prefer orientation of ZnO diffraction peak (002) in the XRD patterns. We obtained Ga-doped ZnO thin films with a lowest resistivity of $1.84{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ at $400^{\circ}C$ and transparency above 80% in visible ranges. The figure of merit obtained in this study means that ITO/GZO double layered thin films which annealed at $400^{\circ}C$ have the highest optoelectrical performance in this study.