In this paper the ZnO thin films, which has used spotlight of next generation short wavelength LEDs and semiconductor laser were deposited based on RF magnetron sputtering is described. The temperature at substrate and work pressure, which has implemented in sputtering process of ZnO thin films were settle down at $100^{\circ}C$ and 15 mTorr respectively. The ZnO 5N has used target. The thickness of ZnO thin films was about $1.6{\mu}m$ which was measured by SEM analysis after the sputtering process. Structural properties of ZnO thin films by in-situ and atmosphere annealing were analyzed by XRD. Transformation of grain size and surface roughness were observed by AFM. XPS spectra showed that ZnO thin film had a peak positions corresponding to the $Zn_{2p}$ and the $O_{1s}$. As form above XPS, we confirmed that post-annealing condition changed the atom ratio of Zn/O and microstructure in ZnO thin films.
대향 타겟식 스퍼터링법 (Facing Targets Sputtering)을 이용하여 유리기판위에 증착한 Ag/ZnO 다층 박막의 특성을 연구하였다. Ag 박막의 높은 전도도와 투과율을 나타내는 공정조건을 찾기 위하여, 증착시간, 기판온도 변화에 따른 Ag박막의 특성을 살펴보았으며, ZnO 박막의 두께 변화에 따른 Ag/ZnO 다층박막의 특성을 살펴보았다, 10초간 증착한 Ag 박막은 연속된 막구조를 가지지 못하여, 30초간 증착된 막에 비해 전기적, 광학적 특성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. ZnO 박막의 AFM 측정 결과 박막의 거칠기(Rrms) 값의 변화에 따라 Ag/ZnO박막의 특성에 영향을 미쳤으며, 거칠지 않은 표면을 지닌 박막에서 Ag 박막 증착 시 좋은 특성을 나타냈다. 제작된 박막은 four point probe, UV/VIS spectrometer, AFM을 사용하여 전기적, 광학적, 구조적 특성을 조사하였다. 제작결과 Ag/ZnO 다층박막의 면저항은 9.25 $[\Omega/sq.]$을 나타내었으며, 가시광영역에서 광투과율은 80%이상을 나타내었다.
고주파 반응성 스퍼터링에 의하여 ZnSe/GaAs 박막을 성장하였다. 박막성장을 위한 본 시스템에서의 최적조건을 찾기 위하여 Ar 압력, sputter 입력전력, 기판온도, 기판과 target 간격의 변화 등을 시도하였다. 성장된 결정의 표면과 격면을 전자현미경으로 관찰했을 때 표면이 균일하게 성장되었으며 기판과 박막의 계면이 평활함을 알 수 있었다. DCRC 측정에 의해 격자 부정합에 의한 변형과 부정합률을 구했다. Photoluminescence 측정으로부터 질소를 주입하지않고 성장한 ZnSe/GaAs 시료는 bound exciton $I_2$세기가 $I_1$보다 우세하게 나타났고 bound exciton $I_2$은 깊은 받개준위인 $I_1\;^d$를 나타냄을 확인할 수 있었다. 성장 중에 질소를 주입한 ZnSe/GaAs 시료에서는 $I_1$ 봉우리가 $I_2$봉우리보다 세기가 매우 컸으며 반폭치값도 작게 나타났다. 이때 bound exciton $I_1$의 근원은 질소의 doping으로 인하여 방출되는 봉우리이며 p형 ZnSe/GaAs 박막으로 성장되었음을 확인하였다.
In this paper, we synthesize ZnO wire on Si substrate by catalyst-free thermal chemical vapor deposition (CVD). Each ZnO wire is grew up at different condition such as temperature and O2 flow rate. The Young's modulus of individual ZnO wires were estimated using quasi-static and dynamic measurements, as well as resonance frequency measurements. Using this system, current-voltage characteristics of each ZnO wire structure fabricated on a trench were measured. A new concept of electromechanical device structure combined with the piezoelectric effect of ZnO will be suggested in the end of this paper.
The results of numerous studies in III-V semiconductors show that sulfur treatment improves the electrical parameters of III-V compound devices. In this article, we examine the effects of sulfidation of HgCdTe surface on the interfacial characteristics of metal-ZnS-HgCdTe structures. Different from sulfidation in III-V material, S can not be act as an impurity because II-S compounds (ZnS, CdS) generally used as passivant for HgCdTe. Our studies of sulfur-treatment on HgCdTe surface show that sulfur agent forms the S- S, II-S bonds at the surface layer. These bonds are very effective to improve the electrical properties of ZnS layer on HgCdTe by reducing the possibility of native oxides formation. After the sulfidation process, MIS capacitors of HgCdTe show great improvement in electrical properties, such as low density of fixed charge and reduced hystereisis width.
The stochiometric mix of evaporating materials for the $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $ZnGa_{2}Se_{4}$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were $610^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal trun films measured from Hall effect by van der Pauw method are $9.63{\times}10^{17}cm^{-3}$, $296cm^{2}/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c axis of the $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting $\Delta$ So and the crystal field splitting $\Delta$Cr were 251.9 meV and 183.2 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin film, we observed free excition (Ex) existing only high quality crystal and neutral bound exiciton $(A^{0},X)$ having very strong peak intensity. Then, the full-width-at -half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral acceptor bound excition were 11 meV and 24.4 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 122 meV.
The stochiometric mix of evaporating materials for the ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, ZnGa$_2$Se$_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were 61$0^{\circ}C$ and 45$0^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are 9.63x10$^{17}$ cm$^{-3}$ , 296 $\textrm{cm}^2$/V.s at 293 K, respectively, From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c-axis of the ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting $\Delta$So and the crystal field splitting $\Delta$Cr were 251.9 MeV and 183.2 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin film, we observed free excition (E$_{x}$) existing only high quality crystal and neutral bound excition (A$^{0}$ ,X) having very strong peak intensity. Then, the full-width-at-half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral acceptor bound excition were 11 meV and 24.4 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 122 meV.on energy of impurity was 122 meV.
플라스틱 기판에 적용이 가능한 최대 공정온도 $270^{\circ}C$ 이하에서 ZnO-TFT 소자를 제작하였다. ZnO-TFT 소자는 bottom gate 구조로 제작되었으며, ICP-CVD로 형성된 $SiO_2$ 산화물 게이트 공정을 제외하고는 모든 박막증착 공정은 RF-magnetron sputtering process를 이용하였다. ZnO 박막은 Ar과 $O_2$ gas 유량의 비율에 따라 여러 가지 조건에서 RF-magnetron sputtering 시스템을 이용하여 상온에서 증착하였다. Ar과 $O_2$ gas의 비율에 따라 제작된 TFT 소자는 모두 enhancement 모드의 소자특성을 나타내었고, 또한 가시광선영역에 있어 80% 이상의 높은 투과율을 보였다. ZnO 증착시 순수 Ar을 사용하여 제작된 ZnO-TFT의 경우에, $1.2\;cm^2/Vs$의 field effect mobility, 8.5 V의 threshold voltage, 그리고 $5{\times}10^5$의 높은 on/off ratio, 1.86 V/decade의 swing voltage로 가장 우수한 전기적 특성을 보였다.
PLT 절연막을 평판표시소자의 재료로 사용하고자 ITO 기판위에 제조하여 그 특성을 조사하였으며 이를 전계 발광소자의 절연층으로 사용하여 그 응용가능성을 조사하였다. PLT 절연막은 기판온도 $500^{\circ}C$, 분위기압 30mTorr에서 증착한 경우 비유전율과 전계파괴강도가 각각 120 및 3.2MV/cm였으며, 성능지수인 $E_{BC}{\cdot}{\epsilon}_r$값이 384로 가장 높았다. 전기저항율은 $2.0{\times}10^{12}{\Omega}{\cdot}cm$ 였다. 또한 증착시 기판온도 및 분위기압에 따른 결정성장을 조사한 결과 기판온도가 $400^{\circ}C$로 낯을 경우에는 비정질 상태였으나 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 perovskite와 pyrochlore 구조의 다정질상태의 결정이 성장하였고, 분위기압이 높을수록 결정성장이 더 잘 되었다. 이 PLT 절연막과 ZnS:Mn 형광막을 이용하여 ITO/PLT/ZnS:Mn/PLT/Al 구조의 박막 EL소자를 제작한 결과 문턱전압은 $35.2V_{rms}$였으며, $50V_{rms}$ 1kHz의 구동조건에서 EL의 휘도는 $2400cd/m^{2}$이었으며, 본 실험에서 제조된 박막 EL소자의 최대 발광효율은 0.811m/W였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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