• 제목/요약/키워드: n-ZnO

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N-doped ZnO 박막의 미세 구조 특성 (Nano-structural Characteristics of N-doped ZnO Thin Films)

  • 이은주;;박재돈;윤기완
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.2385-2390
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    • 2009
  • 본 연구에서는 C-축 우선 배향 특성을 가지는 N-doped ZnO 박막을 증착하고 그 미세구조의 특성을 분석 비교하였다. ZnO박막은 $N_2O$ 가스 분위기에서 RF reactive magnetron sputtering 시스템을 사용하여 p-Si(100) 웨이퍼 위에 증착되었다. $N_2O$ 가스는 N doping source로 사용되었으며, 전체 가스 유량에 대한 $N_2O$ 가스의 비율 $N_2O/(N_2O+Ar)$과 증착 전력을 증착의 주요 공정 변수로 선택하여 다양한 가스 비율과 증착 전력에 대한 박막의 미세 구조 특성을 비교 분석하였다. 특히, Auger electron spectroscopy (AES)를 이용하여 ZnO 박막 내에 들어가 존재하는 불순물 N의 수직분포를 분석하였고, 여러 가지 증착 조건에서 제작된 ZnO 박막의 표면형상 및 미세구조 특성을 Scanning Electron Microscope (SEM)를 이용하여 분석하였다.

RF스퍼터링법으로 성장시킨 n-ZnO 박막과 n-ZnO/p-GaN 이종접합 LED의 특성 (Properties of the RF Sputter Deposited n-ZnO Thin-Film and the n-ZnO/p-GaN heterojunction LED)

  • 신동휘;변창섭;김선태
    • 한국재료학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.161-167
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    • 2013
  • The ZnO thin films were grown on GaN template substrates by RF magnetron sputtering at different RF powers and n-ZnO/p-GaN heterojunction LEDs were fabricated to investigate the effect of the RF power on the characteristics of the n-ZnO/p-GaN LEDs. For the growth of the ZnO thin films, the substrate temperature was kept constant at $200^{\circ}C$ and the RF power was varied within the range of 200 to 500W at different growth times to deposit films of 100 nm thick. The electrical, optical and structural properties of ZnO thin films were investigated by ellipsometry, X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), photoluminescence (PL) and by assessing the Hall effect. The characteristics of the n-ZnO/p-GaN LEDs were evaluated by current-voltage (I-V) and electroluminescence (EL) measurements. ZnO thin films were grown with a preferred c-axis orientation along the (0002) plane. The XRD peaks shifted to low angles and the surface roughness became non-uniform with an increase in the RF power. Also, the PL emission peak was red-shifted. The carrier density and the mobility decreased with the RF power. For the n-ZnO/p-GaN LED, the forward current at 20 V decreased and the threshold voltage increased with the RF power. The EL emission peak was observed at approximately 435 nm and the luminescence intensity decreased. Consequently, the crystallinity of the ZnO thin films grown with RF sputtering powers were improved. However, excess Zn affected the structural, electrical and optical properties of the ZnO thin films when the optimal RF power was exceeded. This excess RF power will degrade the characteristics of light emitting devices.

UHV 스퍼터링 방법으로 증착된 n-ZnO/p-GaN 이종접합의 전기적 및 광학적 특성

  • 조성국;이동욱;김은규
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.326-326
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    • 2012
  • ZnO와 GaN는 비슷한 특성을 가지고 있다. 즉, 상온에서 ZnO의 밴드갭은 3.36 eV이며 GaN은 3.39 eV이고, 두 물질 모두 Wurzite 구조이며, 격자상수 또한 비슷하다. 밴드갭 에너지가 매우 큰 GaN와 ZnO는 청색 또는 자외선 영역의 발광 또는 수광 소자의 응용성을 가지고 있다. 특히, ZnO는 exciton binding energy가 상온에서 60 meV로 매우 큰 편이기 때문에 상온에서 발광소자로서 안정성을 보장할 수 있어서 발광소자나 광측정 장치 등에 응용이 기대되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 n-ZnO/p-GaN 이종접합 구조에 대한 연구가 아직까지 미미한 상태이다. 본 연구에서는 UHV 스퍼터링 장치로 상온에서 형성한 n-ZnO/p-GaN 이종접합 다이오드 구조에 대한 전기적 및 광학적 물성을 분석하였다. 먼저 p형 GaN 기판 위에 ZnO 박막을 증착한 후에, ZnO 박막의 결정성을 개선시키기 위해 rapid thermal annealing 시스템을 이용하여400, 500, $600^{\circ}C$에서 각각 1분 동안 후 열처리를 실시하였다. 이때 $600^{\circ}C$에서 후 열처리한 ZnO박막은 $5{\times}10^{16}cm^{-3}$인 n형으로 나타났다. n-ZnO/p-GaN 이종접합 다이오드구조에 대한 I-V 및 photoluminescence 측정 등을 통해 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다.

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플라즈마 원자층 증착 방법을 이용한 N-doped ZnO 나노박막의 구조적.광학적.전기적 특성 (Structural, Optical and Electrical Properties of N-doped ZnO Nanofilms by Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)

  • 김진환;양완연;한윤봉
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권3호
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    • pp.357-360
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    • 2011
  • 플라즈마 원자층증착 방법을 이용하여 질소를 도핑한 산화아연 나노박막을 Si(111) 기판에 제조하였다. $Zn(C_{2}H_{5})_{2}$, $O_{2}$$N_{2}$을 사용하여 rf 파워 세기를 50-300 W로 변화시키면서 N-doped ZnO 박막을 제조하였다. 박막의 구조적 광학적 전기적 특성을 각각 XRD, PL, Hall 효과를 측정하여 분석하였다. 플라즈마 rf 파워가 증가함에 따라 ZnO 나노 박막 내의 질소(N) 함유 농도가 높아지고, p형 ZnO의 특성을 보였다.

Comparative study on the effects of micro- and nano-sized zinc oxide supplementation on zinc-deficient mice

  • Ja-Seon Yoon;Sang Yoon Nam;Beom Jun Lee;Hyun Jik Lee
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권1호
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    • pp.3.1-3.13
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    • 2023
  • Background: Zinc (Zn) is an essential cofactor for physiological homeostasis in the body. Zn oxide (ZnO), an inorganic compound that supplies Zn, exists in various sizes, and its bioavailability may vary depending on the size in vivo. However, comparative studies on the nutritional effects of micro-sized ZnO (M-ZnO) and nano-sized ZnO (N-ZnO) supplementation on Zn deficiency (ZnD) animal models have not been reported. Objectives: This study investigated the nutritional bioavailability of N-ZnO and M-ZnO particles in dietary-induced ZnD mice. Methods: Animals were divided into six experimental groups: normal group, ZnD control group, and four ZnO treatment groups (Nano-Low, Nano-High, Micro-Low, and MicroHigh). After ZnD induction, N-ZnO or M-ZnO was administered orally every day for 4 weeks. Results: ZnD-associated clinical signs almost disappeared 7 days after N-ZnO or M-ZnO administration. Serum Zn concentrations were higher in the Nano-High group than in the ZnD and M-ZnO groups on day 7 of ZnO treatment. In the liver and testis, Nano-Low and Nano-High groups showed significantly higher Zn concentrations than the other groups after 14-day treatment. ZnO supplementation increased Mt-1 mRNA expression in the liver and testis and Mt-2 mRNA expression in the liver. Based on hematoxylin-and-eosin staining results, N-ZnO supplementation alleviated histological damage induced by ZnD in the testis and liver. Conclusions: This study suggested that N-ZnO can be utilized faster than M-ZnO for nutritional restoration at the early stage of ZnD condition and presented Mt-1 as an indicator of Zn status in the serum, liver, and testis.

n-ZnO/p-Zn doped InP의 p-n 이종접합 형성에 관한 연구 (p-n heterojunction composed of n-ZnO/p-Zn-doped InP)

  • 심은섭;강홍성;강정석;방성식;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.126-129
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    • 2001
  • A p-n junction was obtained by the deposition of an n-type ZnO thin film on a p-type Zn-doped InP substrate. The Zn-doped InP substrate has been made by the diffusion of Zn with sealed ampoule technique. The ZnO deposition process was performed by pulsed laser deposition (PLD). The p-n junction was formed and showed a typical I-V characteristic. We will also discuss about the realization of an ultraviolet light-emitting diode (LED). The structure of n-ZnO/p-Zn-doped InP could be a good candidate for the realization of an ultraviolet light-emitting diode or an ultraviolet laser diode.

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n-ZnO/p-Zn doped InP의 p-n 이종접합 형성에 관한 연구 (p-n heterojunction composed of n-ZnO/p-Zn-doped InP)

  • 심은섭;강홍성;강정석;방성식;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.126-129
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    • 2001
  • A p-n junction was obtained by the deposition of an n-type ZnO thin film on a p-type Zn-doped InP substrate. The Zn-doped InP substrate has been made by the diffusion of Zn with sealed ampoule technique. The ZnO deposition process ws performed by pulsed laser deposition (PLD). The p-n junction was formed and showed a typical I-V characteristic. We will also discuss about the realization of an ultraviolet light-emitting diode (LED). The structure of n-ZnO/p-Zn-doped InP could be a good candidate for the realization of an ultraviolet light-emitting diode or an ultraviolet laser diode.

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ZnO:As/ZnO:Al homo-junction LED의 V-I 특성 분석 (Analysis on the V-I Curve of ZnO:As/ZnO:Al homo-junction LED)

  • 오상현;정윤환;유연연;박춘배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.410-411
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    • 2007
  • To investigate the ZnO LED which are interested in the next generation of short wavelength LEDs and Lasers, the ZnO thin films were deposited by RF magnetron sputtering system. The p-type ZnO thin film, fabricated by means of the ampoule-tube method, was used to make the ZnO p-n junction, and its characteristics was analyzed. The ampoule-tube method was used to make the p-type ZnO based on the As diffusion, and the hall measurement was used to confirm that the p-type is formed. the current-voltage characteristics of the ZnO p-n junction were measured to confirm the rectification characteristics of a typical p-n junction and the low leakage voltage characteristics. Analysis of ZnO LED V-I curve will provide a very useful technology for producing the UV ZnO LED and ZnO-based devices.

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Fabrication and characterization of n-IZO / p-Si and p-ZnO:(In, N) / n-Si thin film hetero-junctions by dc magnetron sputtering

  • Dao, Anh Tuan;Phan, Thi Kieu Loan;Nguyen, Van Hieu;Le, Vu Tuan Hung
    • 전기전자학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.182-188
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    • 2013
  • Using a ceramic target ZnO:In with In doping concentration of 2%, hetero-junctions of n-ZnO:In/p-Si and p-ZnO:(In, N)/n-Si were fabricated by depositing Indium doped n - type ZnO (ZnO:In or IZO) and Indium-nitrogen co-doped p - type ZnO (ZnO:(In, N)) films on wafers of p-Si (100) and n-Si (100) by DC magnetron sputtering, respectively. These films with the best electrical and optical properties were then obtained. The micro-structural, optical and electrical properties of the n-type and p-type semiconductor thinfilms were characterized by X-ray diffraction (XRD), RBS, UV-vis; four-point probe resistance and room-temperature Hall effect measurements, respectively. Typical rectifying behaviors of p-n junction were observed by the current-voltage (I-V) measurement. It shows fairly good rectifying behavior with the fact that the ideality factor and the saturation current of diode are n=11.5, Is=1.5108.10-7 (A) for n-ZnO:In/p-Si hetero-jucntion; n=10.14, Is=3.2689.10-5 (A) for p-ZnO:(In, N)/n-Si, respectively. These results demonstrated the formation of a diode between n-type thin film and p-Si, as well as between p-type thin film and n-Si..

열처리 조건에 따른 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 광학적, 전기적 성질의 변화 (Optical and electrical properties of n-ZnO/p-Si heterojunctions and its dependence on annealing conditions)

  • 한원석;공보현;안철현;김영이;김동찬;강시우;이유진;김형섭;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.405-405
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    • 2007
  • ZnO는 상온에서 3.38eV의 넓은 밴드갭을 가지는 직접천이형 반도체이며, 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지는 UV 영역의 광소자로 응용할 수 있는 물질이다. 특히 ZnO를 이용한 LED에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 그러나 n-ZnO/p-ZnO 동종접합 다이오드는 p-ZnO의 재현성이 없고, 낮은 정공농도를 보이기 때문에 n-ZnO를 기반으로 한 이종접합 다이오드의 개발이 필요하게 되었다. 특히 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드는 낮은 구동전압과 제조단가가 저렴하다는 장점이 있다 또한 n-ZnO를 스퍼터링을 이용하여 증착할 경우 고온에서 성장함에도 불구하고 케리어 농도 및 이동도가 매우 낮다. 반면 MOCVD 법은 대면적 증착이 가능하고 비교적 낮은 온도에서 박막을 성장할 수 있고 전기적 특성 또한 매우 우수하다. 본 연구에서는 p-Si 기판위에 MOCVD 를 이용하여 n-ZnO를 증착하고, 이를 열처리하여 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 특성 변화를 관찰하고자 하였다. n-ZnO/p-Si 시편을 $N_2$$O_2$ 가스 분위기에서 열처리한 후 소자의 광학적, 전기적 특성을 관찰하였다.

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