전자 부품에 인체에 유해한 납을 사용하지 않기 위해서 Sn을 주 원소로 한 무연 솔더 합금의 개발이 활발히 진행되고 있다. 무연 솔더 합금의 열역학적, 기계적 특성은 많이 연구되었으나 산화 거동에 대해서는 거의 연구가 되어있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Sn 및 Sn-0.7Cu, Sn-3.5Ag, Sn-lZn, Sn-9Zn 합금에 대해 $150^{\circ}C$ 산화 거동을 연구하였다. 전기화학적 환원 분석을 통해 표면에 형성된 산화물의 종류와 양을 분석하여 합금 원소에 따른 산화 거동을 비교하였고 XPS 표면분석을 통하여 환원 실험 결과를 뒷받침하였다. 또한 합금 원소에 따른 산화물 성장 속도를 비교하였다. Sn-0.7Cu 와 Sn-3.5Ag의 경우 Sn의 산화와 비슷한 거동을 보였다. 산화 초기에는 SnO가 형성되고 산화가 진행됨에 따라 SnO 와 $SnO_2$가 같이 존재하되 $SnO_2$가 우세하게 성장하였다. Zn를 포함한 Sn 합금의 경우 ZnO와 $SnO_2$가 형성되었다. Zn의 첨가로 인해 $SnO_2$의 형성이 촉진되었고 SnO는 억제하는 것을 발견하였다.
In this paper, the properties of SnZnO films obtained from solution process with different component fractions were compared. The thermal behavior of the SnZnO solutions showed only a slight change according to the component fraction change. However, the definite changes were revealed at the structural properties of the SnZnO films. With diverse analyses, the origin of the changes was proved to the influence of phase change from $SnO_2$ to ZnO in SnZnO lattice. With the $SnO_2$-phase-dominant SnZnO, the highest field effect mobility and on/off ratio of about 8.6 $cm^2/Vs$ and $2{\times}10^8$ were achieved, respectively.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제17권2호
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pp.104-108
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2016
To research the correlation between oxygen vacancy and the electrical characteristics of ZTO, which is made by using a target mixed ZnO:SnO2=1:1, the ZnO, SnO2 and ZTO were analyzed by PL, XPS, XRD patterns and electrical properties. It was compared with the electron orbital spectra of O 1s in accordance with the electrical characteristics of ZnO, SnO2 and ZTO. The electrical characteristics of ZTO were improved by increasing the annealing temperatures, due to the high degree of crystal structures at a high temperature, and the physical properties of ZTO was similar to that of ZnO. The amorphous structure of SnO2 was increased with increasing the temperature. The Schottky contact of oxide semiconductors was formed using the depletion region, which is increased by the electron-hole combination due to the annealing processes. ZnO showed the Ohmic contact in spite of a high annealing temperature, but SnO2 and ZTO had Schottky contact. As such, it was confirmed that the electrical properties of ZTO are affected by the molecules of SnO2.
All transparent UV photodetector based on ZnO was fabricated with structure of NiO/ZnO/$SnO_2$/ITO by using RF and DC magnetron sputtering system. ZnO was deposited with 4 inch ZnO target (purity 99.99%) for a quality film. In order to build p-n junction up, p-type NiO was formed on n-type ZnO by using reactive sputtering method. The indium tin oxide (ITO) which is transparent conducting oxide (TCO) was applied as a transparent electrode for transporting electrons. To improve the UV photodetector performance, a functional $SnO_2$ layer was selected as an electron transporting and hole blocking layer, which actively controls the carrier movement, between ZnO and ITO. The photodetector (NiO/ZnO/$SnO_2$/ITO) shows transmittance over 50% as similar as the transmittance of a general device (NiO/ZnO/ITO) due to the high transmittance of $SnO_2$ for broad wavelengths. The functional $SnO_2$ layer for band alignment effectively enhances the photo-current to be $15{\mu}A{\cdot}cm^{-2}$ (from $7{\mu}A{\cdot}cm^{-2}$ of without $SnO_2$) with the quick photo-responses of rise time (0.83 ms) and fall time (15.14 ms). We demonstrated the all transparent UV photodetector based on ZnO and suggest the route for effective designs to enhance performance for transparent photoelectric applications.
고이온밀도 플라즈마 식각에 의한 고종횡비, 고이방성을 갖는 ZnO, $SnO_2$ 나노 구조 가스 감응층 형성을 위하여 mask 재료들과의 식각 선택도를 조사하였다. $25BCl_3$/10Ar ICP 플라즈마에서는 ZnO와 Ni 간 5.1~6.1 범위의 식각 선택도가 확보된 반면에 Al의 경우 효율적인 식각 선택도를 확보할 수 없었다. $25CF_4$/10Ar ICP 플라즈마에서는 ZnO와 Ni 간에 7~17 범위의 높은 식각 선택도를 얻을 수 있었다. $SnO_2$는 $SnF_x$ 식각 생성물의 높은 휘발성에 기인하여 Ni에 비해 매우 높은 식각 속도를 나타내었고, 최고치 약 67의 매우 높은 식각 선택도를 확보하였다.
본 연구에서는 기존의 투명전도박막(ITO) 재료인 Sn 성분을 Zn로 치환하여, Zn의 성분함량 변 화에 따른 투명전도박막의 특성을 조사하기 위하여, Zn이 100% 치환된 $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_(10wt%)$ (IZO) 그리고 Zn이 3 %와 7 % 치환된 $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_{(3wt%)}-SnO_{2(7wt%)}$, $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_{(7wt%)}-SnO_{2(3wt%)}$ (IZTO) 등의 타겟을 제작하여 RF-magnetron sputtering 법으로 투명전도박막을 성장하였다. 각각의 박막에 대해서 전기적 특성조사와 가시광선영역에서의 광투과도 특성, 성막 특성, 그리고 구조적 특성을 조사하였다. Sn이 100% Zn으로 치환된 IZO 박막의 경우 조성 성분비가 90 : 10 wt.%에서 비저항 값이 $5.2{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ 정도로 전기전도성이 매우 우수한 것으로 나타났으며, 또한 X-ray 회절패턴 분석결과 성분비에 관계없이 비정질구조임을 확인 하였다. Sn이 일부 Zn으로 치환된 IZTO 박막의 경우 성분비가 90(In) : 7(Zn) : 3(Sn) wt%의 경우 비저항 값은 $6.5{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ 정도로 우수한 것으로 나타났으며, X-ray 회절패턴 분석결과 비정질 구조임을 확인하였다. 광학적 특성으로는 가시광선영역(400~780nm)에서 IZO, IZTO 박막은 85% 이상의 매우 우수한 투과율을 나타내었다.
ZnO and $SnO_2$, well-known wide direct band-gap semiconductors, have been considered as the most promising functional materials due to their highly sensitive gas sensing and excellent optical properties. ZnO/$SnO_2$ epitaxial hetrostructure exhibited unique luminescence properties in contrast with individual tetra-pod ZnO and $SnO_2$ nanostructures. Polycrystalline $SnO_2$-based samples $Zn_xSn_{1-x}O_2$(x=0, 0.01, 0.03, 0.05) were prepared by solid state reaction and eco-friendly hydrothermal techniques. Scanning electron microscopy equipped with electron dispersive x-ray spectra confirms the formation of near stoichiometric $Zn_xSn_{1-x}O_2$ nanorods of diameter ~10 nm. X-ray diffraction analysis revealed the rutile structure, except for x=0.07, which may have a small part of $Zn_2SnO_4$ as a secondary phase.
ZnO와 $SnO_2$에$ TiO_2$를 첨가시킨 $ZnO-TiO_2$와$SnO_2$-$TiO_2$세라믹 복합체를 제작하여 1000ppm 일산화탄소에 대한 감응특성을 조사하였다. 상분석을 위해서 X-선 회절 분석을 하였고, 전자 주사 현미경을 이용해서 시편 파단면의 미세구조를 관찰했다. 일산화탄소 감도는 건조공기 분위기에서 측정한 저항($R_{dry air}$ )과 1000ppm 일산화탄소 분위기에서의 저항($R_{co}$ )을 측정하여 각각의 저항값의 비로 정의하였다. $TiO_{2}$첨가에 의한 ZnO의 일산화탄소 감도의 변화는 ZT5의 경우 최대 감도가 약 1.7배 감소하였고, $TiO _{2}$첨가에 의한 $SnO_{2}$의 일산화탄소 최대 감도는 약 2.5배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$복합체 보다는 $SnO_2$- $TiO_2$복합체의 일산화탄소 감응특성이 우수했다.
ZnO/$SnO_2$:F bilayer films have been prepared by pyrosol deposition method to develop optimum transparent electrode for use in amorphous silicon solar cells. The solution for $SnO_2:F$ film was composed of $SnCl_4{\cdot}5H_2O,\;NH_4F,\;CH_3OH$ and HCl, and ZnO films have been deposited on the $SnO_2:F$ films by using the solution of $ZnO(CH_3COO){_2}{\cdot}2H_2O,\;H_2O\;and\;CH_3OH$. These films have been investigated the variation of electrical and optical properties under the hydrogen plasma exposure. The sheet resistance of the $SnO_2:F$ film was sharply increased and its transmittance was decreased with the blackish effect after plasma treatment. However, the ZnO/$SnO_2:F$ bilayer film was shown hydrogen plasma durability because the electrical and optical properties was almost unchanged more then 60 seconds exposure time.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제13권6호
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pp.305-309
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2012
In this study, ZnO nanorods and $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide were grown on membrane-type gas sensor platforms and the sensing characteristics for carbon monoxide (CO) were studied. Diaphragm-type gas sensor platforms with built-in Pt micro-heaters were made using a conventional bulk micromachining method. ZnO nanorods were grown from ZnO seed layers using the hydrothermal method, and the average diameter and length of the nanorods were adjusted by changing the concentration of the precursor. Thereafter, $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films were grown from evaporated Sn and Cu thin films. The average diameters of the ZnO nanorods obtained by changing the concentration of the precursor were between 30 and 200 nm and the ZnO nanorods showed a sensitivity value of 21% at a working temperature of $350^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm. The $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films showed a sensitivity value of 18% at a working temperature of $200^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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