선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 표면 texture 구조를 갖는 AZO 전극을 LED 에 적용 할 목적으로 RF magnetron sputtering법을 이용하여 AZO 박막을 제조하고, 분위기 후열처리 공정을 실시하여 AZO 박막의 구조적 . 전기적 .
- Box의 크기는 5 mm x 5 mm x 5 mm로 하였으며, Box와 Spectroradiometer (KONICA MINOLTA, CS-1000)의 거리는 30 cm 로 하였다. 본 시스템은 분위기 후열처리 공정에 따른 AZO 박막의 표면구조와 R(중심파장 : 634 nm)・G(중심파장 : 530 nm)・B(중심파장 : 460 nm) LED 적용 시 투과율 spectrum과의 상호연관 성을 살펴보기 위하여 각각의 LED에 20 nM를 인 가하여 분석하였다.
제안 방법
- 또한, 분위기 후열처리 공정에 따라 texture 구조화 된 AZO 박막을 R ■ G . B LED에 적용하여 투과율 spectrum의 변화를 검토한다.
- 분위기 후열처리 공정에 따른 AZO 박막 시편의 결정구조 분석은 XRD(X-Ray Diffraction), FWHM (Full Width at Half Maximum)을 이용하였다. 각 시편의 표면특성 분석은 SEM(Scanning Electron Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)으 로 수행되었다. 또한 캐리어의 거동 분석을 위한 홀 효과 측정은 van der pauw 방법 (HMS-3000 시 스템)을 이용하여 상온에서 측정하였고 투과율 분 석은 Spectrophotometer (SHIMADZU, UV- 2401PC)를 사용하였다.
- 그림 3과 그림 4는 분위기 후열처리 공정에 따라 60초 에칭 된 AZO 박막 표면을 SEM과 AFM 으로 분석한 것이다. 각각의 분위기 후열처리 공정 에 따라 texture구조화 된 AZO 박막의 표면구조의 변화를 확인하였다. 진공 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 실효 거칠기(rms roughness)는 에칭 전 6.
- 전기적 . 광학적 특성을 비교 분석 한다. 또한, 분위기 후열처리 공정에 따라 texture 구조화 된 AZO 박막을 R ■ G .
- 본 연구에서는 RF Magnetron Sputtering법을 이용하여 AZO 박막을 제조하고, 분위기 후열처리 공정을 통해 texture화된 표면구조와 전기적 . 광학 적 특성을 확인하였으며, R-G-B LED에 적용하여 광학적 특성을 분석한 결과를 정리하면 다음과 같다.
-
2.2 특성 분석
분위기 후열처리 공정에 따른 AZO 박막 시편의 결정구조 분석은 XRD(X-Ray Diffraction), FWHM (Full Width at Half Maximum)을 이용하였다. 각 시편의 표면특성 분석은 SEM(Scanning Electron Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)으 로 수행되었다.
- 이렇게 증착된 AZO 박막을 결정성의 향상과 표면 texture구조 향상을 위해 in-situ 분위기 후열처 리를 실시하였다. 진공 분위기 후열처리 공정은 챔 버내 압력을 IxlO'5 torr이하로 유지시키면서 400 ℃에서 2시간 동안 진행하였고, 산소 분위기 후열 처리 공정은 산소를 15 mtorr로 주입하고, Zn가 활성화하기 시작하는 430 ℃ 보다 높은 600 ℃ 에서 2시간 동안 진행하였다[13-15].
- 각각의 분위기에서 후열 처리 공정온도는 in-situ상태에서 400 ℃, 600℃까지 급상승시켰으며, 열처리 후에는 자연냉각을 실시하였다. 제조된 AZO 박막 표면의 texture 구 조화를 위해 각각의 시편을 0.5 %의 염산수용액에 60초 습식 에칭 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 2 wt% AI2O3가 첨가된 ZnO 타겟을 이용하여 AZO 박막 을 제조하였다. AZO 박막은 RF magnetron sputtering법으로 AZO 5N 타겟을 이용하여 약 1.2 ㎛ 두께로 증착하였다. 증착에 사용된 기판은 유리 기판(corning 1737)을 사용하였다.
- 그림 1은 투과율 spectrum 측정을 위해 제작한 시스템 개략도이다. Box의 크기는 5 mm x 5 mm x 5 mm로 하였으며, Box와 Spectroradiometer (KONICA MINOLTA, CS-1000)의 거리는 30 cm 로 하였다. 본 시스템은 분위기 후열처리 공정에 따른 AZO 박막의 표면구조와 R(중심파장 : 634 nm)・G(중심파장 : 530 nm)・B(중심파장 : 460 nm) LED 적용 시 투과율 spectrum과의 상호연관 성을 살펴보기 위하여 각각의 LED에 20 nM를 인 가하여 분석하였다.
- 함량에 따른 벌크형 AZO를 제조하고 전기적 특성과 구조적 특성을 검 토한 바가 있다[11, 12]. 본 연구에서는 2 wt% AI2O3가 첨가된 ZnO 타겟을 이용하여 AZO 박막 을 제조하였다. AZO 박막은 RF magnetron sputtering법으로 AZO 5N 타겟을 이용하여 약 1.
- 2 ㎛ 두께로 증착하였다. 증착에 사용된 기판은 유리 기판(corning 1737)을 사용하였다. 초기 진공도는 8.
이론/모형
- 각 시편의 표면특성 분석은 SEM(Scanning Electron Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)으 로 수행되었다. 또한 캐리어의 거동 분석을 위한 홀 효과 측정은 van der pauw 방법 (HMS-3000 시 스템)을 이용하여 상온에서 측정하였고 투과율 분 석은 Spectrophotometer (SHIMADZU, UV- 2401PC)를 사용하였다.
성능/효과
- 15 nm로 증가하였으며, 표면 결정입자가 불균일하게 성장됨을 확인하였다. 그리고 산소 분위기에서 후열처리 된" AZO 박막의 실효 거칠기는 에칭 전 3.210 nm에서 에칭 후 28.62 nm로 증가하였으며, 표면 결정입자가 매우 균일하게 성장됨을 확인하였다. 이는 스퍼터링 법에 의해 성장된 AZO 박막의 표면은 깨진 결합 (broken bond) 이나 미만족 결합(dangling bond) 등의 불완전한 결합을 가지게 되는데, 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 표면은 산소의 흡착 으로 인하여 깨진 결합이나 미만족 결합은 줄어들 며 결정입자가 매우 균일하게 재결정화를 이루게 된다.
- 1) 모든 AZO 박막의 시편에서 34.4° 주 피크를 보여 (0002) ZnO 우선 배양 특성을 나타냈으 며, 산소 분위기 후열처리 공정 후 AZO 박막 의 XRD 피크는 as-grown AZO 박막의 피크 보다 약 5배 이상 높은 120, 000 이상의 피크를 나타내었다. 또한, FWHM도 as-grown AZO 박막의 0.
- 2) SEM과 AFM 분석에서 후열처리 공정에 따라 texture 구조화된 AZO 박막의 표면특성변화를 확인하였으며, 진공 분위기와 산소 분위기에서 후열처리 후 texture 구조화 된 AZO 박막의 실 효 거칠기는 35.15 nm와 28.62 nm로 각각 측정 되었다.
- 3) Hall효과 분석을 통해 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 전기적 특성이 우수함을 확 인하였다. 진공 분위기에서 후열처리 한 AZO 박막의 비저항, 이동도, 캐리어 농도는 각각 4.
- 4) 진공 분위기에서 후열처리 한 AZO 박막의 투 과율은 에칭 전 70.9 %에서 에칭 후 80.3 %로 약 9 %증가하였으며, 산소 분위기에서 후열처리 한 AZO 박막의 투과율은 에칭 전 75.91 % 에서 에칭 후 79.56 %로 약 4 % 증가하였다.
- 5) 분위기 후열처리 한 AZO 박막을 R-G-B LED 에 적용하여 투과율 spectrum 분석을 실시한 결과, 진공 분위기에서 후열처리 한 texture 구 조화된 AZO 박막은 Red LED에 적용하였을 때 그리고, 산소 분위기에서 후열처리 한 texture 구조화된 AZO 박막은 Blue LED에 적용하였을 때 투과율 spectrum이 우수함을 확인하였다.
- 따라서 장파장 LED에서는 진공 분위 기 후열처리 된 AZO박막이, 단파장 LED에서는 산소 분위기 후열처리 된 AZO 박막이 LED효율을 최대화하는데 효과적임을 확인하였다. 결과적으로 LED 효율증가를 목적으로 texture AZO 박막을 LED에 적용할 때, 최적화된 표면구조를 후열처리 분위기 공정을 통해 제어할 수 있음을 확인하였다.
- 이는 스퍼터링 법에 의해 성장된 AZO 박막의 표면은 깨진 결합 (broken bond) 이나 미만족 결합(dangling bond) 등의 불완전한 결합을 가지게 되는데, 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 표면은 산소의 흡착 으로 인하여 깨진 결합이나 미만족 결합은 줄어들 며 결정입자가 매우 균일하게 재결정화를 이루게 된다. 따라서 습식 에칭 시에 AZO 박막의 표면과 田0나 HCL 분자와의 흡착이 줄어들어 실효 거칠 기가 감소한 것으로 판단된다.
- B LED의 투과율도 변화함을 확인하였다. 따라서 장파장 LED에서는 진공 분위 기 후열처리 된 AZO박막이, 단파장 LED에서는 산소 분위기 후열처리 된 AZO 박막이 LED효율을 최대화하는데 효과적임을 확인하였다. 결과적으로 LED 효율증가를 목적으로 texture AZO 박막을 LED에 적용할 때, 최적화된 표면구조를 후열처리 분위기 공정을 통해 제어할 수 있음을 확인하였다.
- 그림 2는 분위기 후열처리 공정에 따른 AZO 박 막의 XRD 패턴을 보여주고 있다. 모든 AZO 박막 시료에서 약 34.4 °의 (0002) ZnO 피크를 나타내고 있으며, 분위기 후열처리 공정에 따른 XRD 피크 의 강도는 큰 차이가 있음을 확인하였다. 진공 분 위기에서 후열처리 된 AZO 박막 XRD 피크는 as-grown AZO 박막의 피크보다 2배 증가하였고, 특히 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막 XRD 피크는 5배 이상 높은 약 120, 000 이상의 피 크를 나타내었다.
- 56 %로 약 4 % 증가하였다. 이러한 투과율 증가의 원인은 분위기 후열처리 공정에 따라 AZO 박막의 표면 구조가 변화하였고, 에칭 특성도 달라졌으며, texture 구조화된 AZO 박막의 투과율 증가량이 변화한 것으로 판단된다.
- 4 °의 (0002) ZnO 피크를 나타내고 있으며, 분위기 후열처리 공정에 따른 XRD 피크 의 강도는 큰 차이가 있음을 확인하였다. 진공 분 위기에서 후열처리 된 AZO 박막 XRD 피크는 as-grown AZO 박막의 피크보다 2배 증가하였고, 특히 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막 XRD 피크는 5배 이상 높은 약 120, 000 이상의 피 크를 나타내었다. 또한 (0002) ZnO 피크에 대한 FWHMe as-grown AZO 박막의 0.
- B LED에 대한 AZO 박막의 투과율 spectrum을 분석한 것이다. 진공 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막은 Red LED에서 투과 율이 에칭 전 24.8 %에서 에칭 후 84.2 %로 증가 하였으며, 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막 은 Blue LED에서 투과율이 에칭 전 30.6 %에서 에칭 후 88.8 %로 가장 크게 증가하였다. 즉 분위 기 후열처리 공정에 따라 texture 구조화 된 AZO 박막의 표면구조가 변화하였고, 이러한 표면구조의 변화에 따라 R .
- 각각의 분위기 후열처리 공정 에 따라 texture구조화 된 AZO 박막의 표면구조의 변화를 확인하였다. 진공 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 실효 거칠기(rms roughness)는 에칭 전 6.960 nm에서 에칭 후 35.15 nm로 증가하였으며, 표면 결정입자가 불균일하게 성장됨을 확인하였다. 그리고 산소 분위기에서 후열처리 된" AZO 박막의 실효 거칠기는 에칭 전 3.
- 그림 6은 분위기 후열처리 공정에 따른 에칭 전·후 AZO 박막의 투과율을 spectrophotometer 로 분석한 것이다. 진공 분위기에서 후열처리 한 AZO 박막의 투과율은 에칭 전 70.9 %에서 에칭 후 80.3 %로 약 9 %증가하였으며, 산소 분위기에서 후열처리 한 AZO 박막의 투과율은 에칭 전 75.91 %에서 에칭 후 79.56 %로 약 4 % 증가하였다. 이러한 투과율 증가의 원인은 분위기 후열처리 공정에 따라 AZO 박막의 표면 구조가 변화하였고, 에칭 특성도 달라졌으며, texture 구조화된 AZO 박막의 투과율 증가량이 변화한 것으로 판단된다.
- 그림 5는 분위기 후열처리 조건에 따라 제조된 AZO 박막의 Hall효과 측정 결과를 나타낸 것이다. 진공 분위기와 산소 분위기에서 후열처리 된 AZO 박막의 비저항은 각각 4.489x10^ Qcm, 3.674xl0-2 Qcm이고, as-grown AZO 박막의 비저항 4.482 Qcm 보다 약 10배 이상 감소하였다. 이러한 비저항의 감소는 박막증착과정에서 발생한 스트레스 감소의 영향으로 판단되며, 그림 2의 구조적 특성분석 결과와 일치한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.