• 제목/요약/키워드: ZnO:N films

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RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑 된 ZnO (AZO) 박막의 특성에 대한 연구 (A Study on the Properties of Al doped ZnO (AZO) Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering)

  • 윤의중;정명희;박노경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권7호
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    • pp.8-16
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    • 2010
  • 본 연구에서는 산소분압조건이 radio 주파수(RF) 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 박막의 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Hall, photoluminescence (PL), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 측정들은 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우 p형 전도도를 나타내었지만 반면에 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우는 n형 전도도가 관찰 되었다는 것을 보여주고 있다. 또한 PL 및 XPS 결과는 zinc vacancies 와 oxygen interstitials등과 같은 억셉터 같은 결함들이 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막 내에서 증가해서 그 결과 p형 전도도의 AZO 박막을 형성하였다는 것을 알려주고 있다. Hall 결과는 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막을 투명 박막 트랜지스터 응용에서 전극층으로 사용할 수 있음을 가리키고 있다. X-ray diffraction 해석으로부터 더 큰 산소분압으로 증착 된 AZO 박막 들이 더 큰 tensile 스트레스 뿐 만 아니라 더 작은 grain 크기를 가지면서 더 악화 된 결정질 특성을 가진다는 사실을 확인 하였는데 이는 증착 도중에 더 많은 산소원자들이 주입되는 것과 관련이 있음을 알 수 있었다. atomic force 마이크로스코프의 연구에서 산소분압을 사용하여 증착된 박막에서 더 완만한 표면 거칠기를 관찰하였는데 산소원자들의 주입이 더 큰 비저항을 초래하였다는 것을 Hall 측정으로도 확인할 수 있었다.

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

  • 심재호;김효진;김도진;임영언;윤순길;김현중;주웅길
    • 한국자기학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.181-185
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    • 2005
  • 반응성 스퍼터링 방법으로 성장시킨 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 묽은 자성반도체 박막의 구조와 전기 수송과 자기 특성에 미치는 Al 첨가 효과를 탐구하였다. Al이 첨가되지 않은 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 박막은 반도체적인 수송 특성과 함께 미약한 강자성 특성을 보였다. Al을 첨가함으로써 n-형 나르개인 전자의 농도 증가와 더불어 금속성 수송 특성을 나타냈으며 포화자기화가 현저하게 증가하고 이력곡선이 뚜렷하게 나타나는 등 자기 특성의 격렬한 변화가 관찰되었다. 이 결과들은 Cr이 첨가된 ZnO에서 나르개에 의한 강자성 질서의 향상을 보여준다.

FBAR용 ZnO 박막의 결정학적 특성에 관한 연구 (A study on the crystallographic properties of ZnO thin films for FBAR)

  • 금민종;박원효;윤영수;최형욱;신영화;최동진;김경환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.703-706
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    • 2002
  • Piezoelectric thin film such as ZnO and AlN can be applicable to FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) device of thin film type and FBAR can be applicable to MMIC. The characteristic of FBAR device is variable according to the deposition conditions of piezoelectric thin film when preparation of thin film by sputtering method. In this study, we prepared ZnO thin film for FBAR using Facing Targets Sputtering apparatus which can be deposited fine Quality thin film because temperature increase of substrate due to the bombardment of high-energy particles can be restrained. And crystalline and c-axis preferred orientation of ZnO thin film with deposition conditions was investigated by XRD.

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Local structure of transparent flexible amorphous M-In-ZnO semiconductor

  • Son, L.S.;Kim, K.R.;Yang, D.S.;Lee, J.C.;Sung, N.;Lee, J.;Kang, H.J.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.164-164
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    • 2010
  • The impurity doped ZnO has been extensively studied because of its optoelectric properties. GIZO (Ga-In-Zn-O) amorphous oxide semiconductors has been widely used as transparent flexible semiconductor material. Recently, various amorphous transparent semiconductors such as IZO (In-Zn-O), GIZO, and HIZO (Hf-In-Zn-O) were developed. In this work, we examined the local structures of IZO, GIZO, and HIZO. The local coordination structure was investigated by the extended X-ray absorption fine structure. The IZO, GIZO and HIZO thin films ware deposited on the glass substrate with thickness of 400nm by the radio frequency sputtering method. The targets were prepared by the mixture of $In_2O_3$, ZnO and $HfO_2$ powders. The percent ratio of In:Zn in IZO, Ga:In:Zn in GIZO and Hf:In:Zn in HIZO was 45:55, 33:33:33 and 10:35:55, respectively. In this work, we found that IZO, GIZO and HIZO are all amorphous and have a similar local structure. Also, we obtained the bond distances of $d_{Ga-O}=1.85\;{\AA}$, $d_{Zn-O}=1.98\;{\AA}$, $d_{Hf-O}=2.08\;{\AA}$, $d_{In-O}=2.13\;{\AA}$.

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기상 확산법에 의한 P-Type Zn 확산과 GaAs0.6P0.4의 전계발광 특성 (P-TYPE Zn Diffused by Ampoule-tube Method into $GaAs_{0.40}P_{0.60}$ and the Properties of Electroluminescence)

  • 김다두;소순진;송민종;박춘배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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    • pp.510-513
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    • 2003
  • Our Zn diffusion into n-type $GaAs_{0.40}P_{0.60}$ used ampoule-tube method to increase IV. N-type epitaxial wafers were preferred by $H_2SO_4$-based pre-treatment. $SiO_2$ thin film was deposited by PECVD for some wafers. Diffusion times and diffusion temperatures respectability are 1, 2, 3 hr and 775, $805^{\circ}C$. LED chips were fabricated by the diffused wafers at Fab. The peak wavelength of all chips showed about $625{\sim}650\;nm$ and red color. The highest IV is about 270 mcd at the diffusion condition of $775^{\circ}C$, 3h for the wafers which didn't deposit $SiO_2$ thin films. Also, the longer diffusion time is the higher IV for the wafers which deposit $SiO_2$ thin films.

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P형 반전층을 갖는 ZnO 자외선 수광소자의 제작과 Vrlph특성 분석 (The Fabrication of ZnO UV Photodetector with p-type Inversion Layer and Analysis of Vrlph Properties)

  • 오상현;김덕규;박춘배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.883-888
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    • 2007
  • Investigation of improving the properties of UV detector which uses the wide bandgap of ZnO are under active progress. The present study focused on the design and fabrication of i-ZnO/p-inversion $layer/n^--Si$ Epi. which is characterized with very thin p-type inversion layer for UV detectors. The i-ZnO thin film for achieving p-inversion layer which was grown by RF sputtering at $450^{\circ}C$ and then annealed at $400^{\circ}C$ in $O_2$ gas for 20 min shows good intrinsic properties. High (0002) peak intensity of the i-ZnO film is shown on XRD spectrum and it is confirmed by XPS analysis that the ratio of Zn : O of the i-ZnO film is nearly 1 : 1. Measurement shows high transmission of 79.5 % in UV range (< 400 nm) for the i-ZnO film. Measurement of $V_r-I_{ph}$ shows high UV photo-current of 1.2 mA under the reverse bias of 30 V.

RF마그네트론 스퍼터링을 이용한 ZnO 박막성장 및 특성평가 (Growth and Chracterization of ZnO films using RF magnetron sputtering)

  • 김일수;정상헌;이병택
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.174-174
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    • 2003
  • ZnO는 상온에서 3.36 eV의 wide band gap과 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 가지며, GaN(28 meV)와 ZnSe(19 meV)와 같은 wide band gap 재료와 비교해서 가장 우수한 exciton emission을 가진다. 이러한 특성 때문에 UV 레이저 및 LED와 같은 광학소자로서 그 응용의 잠재성이 높다. 박막의 우수한 광학적 특성과 결정성을 개선하기 위해 다양한 공정조건(RF 파워, 공정압력, 산소분압, 온도)에서 마그네트론 스퍼터링을 이웅하여 Si 기판상에 ZnO 박막을 성장 하였다. 또한, 저온 self-buffer를 이용하여 박막의 광학적 특성과 결정성을 더욱 개선 할 수 있었다. RF 파워와 공정압력은 박막의 PL(phothluminescehce) 특성이나 결정성에는 큰 영향을 주지 않았고 산소분압은 PL intensity의 변화를 가져왔으며, 온도는 결정성에 큰 영향을 주었다. 산소 분압이 증가 할수록 비화학량론적(산소 공공, 침입형 아연) 결함으로 인한 visiable 영 역의 peak 의 강도가 감소하는 것을 관찰하였다. 온도가 증가할수록 박막의 결정성에 나쁜 영향을 주었는데 저온 self-buffer를 도입하므로써 ZnO 박막의 결정성과 PL특성을 함께 개선하였다.

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p-형 ZnO 박막의 성장 및 전기적 특성에 대한 연구 (The formation and the electrical properties of p-type ZnO films)

  • 정민창;문태형;고영돈;윤일구;명재민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.72-74
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    • 2003
  • Rf magnetron sputtering을 이용하여 InP, GaAs 기판위에 ZnO 박막을 증착시켰다. 진공 ampul 및 $Zn_3P_2$ 분위기 하에서 열처리 과정을 통해 P와 As을 ZnO 박막내에 도핑하였으며, 박막의 전기적 특성 측정 결과 정공의 농도가 $10^{16}cm^{-3}-10^{19}cm^{-3}$ 으로서 p-형 전기전도도를 나타내었다. XRD 측정을 통하여 ZnO 박막의 내부에 이상이 존재하지 않는다는 것을 확인하였다. 또한 FESEM을 이용하여 p-형 ZnO 박막의 표면을 관찰하였으며 그 위에 n-형 ZnO 박막을 sputtering을 이용하여 증착시켜 I-V 특성을 관찰하였다. 본 실험을 통해 P 및 As의 확산을 통한 p-형 ZnO 박막의 성장이 가능하였으며, I-V 특성으로부터 ZnO의 발광소자 및 자외선 검출기로의 응용이 가능함을 확인하였다.

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Structure, Optical and Electrical Properties of AI-doped ZnO Thin Film Grown in Hydrogen-Incorporated Sputtering Gas

  • Kim, Kyoo-Ho;Wibowo, Rachmat Adhi;Munir, Badrul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.154-159
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    • 2005
  • Low RF power density was used for preparing transparent conducting AI-doped ZnO (AZO) thin films by RF Magnetron Sputtering on Corning 1737 glass. The dependence of films' structural, optical and electrical properties on sputtering gas, film's thickness and substrate temperature were investigated. Low percent of incorporated H2 in Ar sputtering gas has proven to reduce film's resistivity and sheet resistance as low as $4.1\times10^{-3}{\Omega}.cm$. It also formed new preferred peaks orientation of (101) and (100) which indicated that the c-axis of AZO films was parallel to the substrate. From UN-VIS-NIR Spectrophotometer analysis, it further showed high optical transmittance at about $\~ 90\%$ at visible light spectra (400-700nm).

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계면공학에 기초한 우르차이트 결정의 극성 조절 (Polarity Control of Wurtzite Crystal by Interface Engineering)

  • 홍순구;쓰즈키 타쿠마;미네기쉬 쯔토무;조명환;야오 타카푸미
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.95-96
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    • 2005
  • The general method and mechanism for the polarity control of heteroepitaxial wurtzite films, such as ZnO and GaN, by interface engineering via plasma-assisted molecular beam epitaxy are addressed. We proposed the principle and method controlling the crystal polarity of ZnO on GaN and GaN on ZnO. The crystal polarity of the lower film was maintained by forming a heterointerfce without any interface layer between the upper and the lower layers. However the crystal polarity could be changed by forming the heterointerface with the interface layer having an inversion center. The principle and method suggested here give us a promising tool to fabricate polarity inverted heterostructures, which applicable to invent novel heterostructures and devices.

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