[논문]SnO2 박막의 열처리온도에 따른 결정성과 전기적인 특성 연구

연수지; 이승희; 오데레사

doi:10.21186/ipr.2016.1.2.007

SnO2 박막의 열처리온도에 따른 결정성과 전기적인 특성 연구
Study on Electrical Properties and Structures of SnO2 Thin Films Depending on the Annealing Temperature 원문보기

Industry promotion research = 산업진흥연구, v.1 no.2, 2016년, pp.7 - 11

연수지 (청주대학교 반도체공학과) , 이승희 (청주대학교 반도체공학과) , 오데레사 (청주대학교 반도체공학과)

초록
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$SnO_2$ 박막의 결정성과 화학적인 결합구조의 변화가 전기적인 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 증착한 $SnO_2$은 결정질 특성을 가지며 열처리온도가 증가함에 따라 비정질 특성으로 변하였으며, 산소공공의 함량변화는 열처리 온도가 증가할수록 증가하였다가 감소하였다. 산소공공이 증가하면 결정성이 증가하다가 산소공공이 감소하기 시작하면 비정질특성이 우세하게 나타났다. 이러한 결정성에서 비정질로 변화하는 특성의 차이는 PL 분석에 의한 광학적 특성에서 뚜렷하게 나타났으며, 100도와 150도 열처리를 한 박막에서 가장 큰 차이가 나는 것을 보여주었다. XRD 분석보다는 $SnO_2$ 결정구조의 변화에 대하여 광학적인 특성변화에서 더 뚜렷하게 나타난 이유는 케리어의 이온화에 의한 광학적 여기량이 150도 열처리에서 크게 증가하였기 때문이며, 더 높은 온도에서는 광학적 여기량이 감소한 이유는 산소공공에 의한 케리어가 많지 않았기 때문으로 확인할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

$SnO_2$ films were annealed in a vacuum atmosphere conditions to research the temperature dependency of current-voltage characteristics, crystal structure and chemical properties. The $SnO_2$ film annealed in a vacuum became an amorphous structure, but the degree of amorphous structure changed in accordance with the content of oxygen vacancy, which increased at film annealed at $100^{\circ}C$ and then decreased over the sample at annealed at $150^{\circ}C$. Because the crystallinity was affected the content of oxygen vacancy. The oxygen vacancy as carriers disappeared with increasing the annealing temperatures, and the depletion layer increased. Therefore the content of exiton as optical properties increased with becoming the amorphous structure. So the intensity of PL spectra increased with increasing the annealing temperature.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 ITO 유기 기판 위에 SnO2 박막을 증착하여, 열처리온도에 따른 결정성, 산소관련 결합에너지의 변화로부터 전기적인 특성이 어떻게 변화하는가를 관찰하였다.

제안 방법

증착이 된 SnO2 박막은 진공에서 각각 RT, 100℃∼250℃에서 열처리를 10분동안 실시하였으며, 각가의 박막들의 분석은 PL, XRD, XPS를 이용하여 결정성과 화학적인 특성을 조사하고 전기적인 특성과의 상관성을 조사하였다. 전기적인 특성을 조사하였다.
증착이 된 SnO2 박막은 진공에서 각각 RT, 100℃∼250℃에서 열처리를 10분동안 실시하였으며, 각가의 박막들의 분석은 PL, XRD, XPS를 이용하여 결정성과 화학적인 특성을 조사하고 전기적인 특성과의 상관성을 조사하였다.

대상 데이터

SnO2 박막은 ITO 유리기판 위에 SnO2 타겟을 사용하고 아르곤과 산소 혼합가스(Ar:O2=5 sccm:17 sccm)를 주입하여 70 W 파워의 플라즈마를 형성하였으며, RF magnetron sputtering장비를 이용하여 10분동안 증착하였다. 증착이 된 SnO2 박막은 진공에서 각각 RT, 100℃∼250℃에서 열처리를 10분동안 실시하였으며, 각가의 박막들의 분석은 PL, XRD, XPS를 이용하여 결정성과 화학적인 특성을 조사하고 전기적인 특성과의 상관성을 조사하였다.

성능/효과

SnO2 박막은 열처리 온도가 높아짐에 따라서 산소공공이 증가하였다가 감소하는데 산소공공은 결합구조와 광학적인 특성에도 영향을 주었으며, 결과적으로 전기적인 특성에도 영향을 주는 것을 확인하였다. SnO2 박막의 비정질구조는 쇼키접합의 형성과 밀접한 관련이 있으며, 비정질구조가 증가할수록 산소공공은 감소하는 것을 확인하였다.
SnO2 박막은 열처리 온도가 높아짐에 따라서 산소공공이 증가하였다가 감소하는데 산소공공은 결합구조와 광학적인 특성에도 영향을 주었으며, 결과적으로 전기적인 특성에도 영향을 주는 것을 확인하였다. SnO2 박막의 비정질구조는 쇼키접합의 형성과 밀접한 관련이 있으며, 비정질구조가 증가할수록 산소공공은 감소하는 것을 확인하였다. 비정질구조의 쇼키접합 특성은 전기적으로 반도체 특성을 잘 표현해주는 특성임을 알 수 있었다.
SnO2 박막의 비정질구조는 쇼키접합의 형성과 밀접한 관련이 있으며, 비정질구조가 증가할수록 산소공공은 감소하는 것을 확인하였다. 비정질구조의 쇼키접합 특성은 전기적으로 반도체 특성을 잘 표현해주는 특성임을 알 수 있었다.
또한 그림 2로부터 PL 강도의 증가는 결정구조의 변화와 관계가 있음을 알 수 있다. 증착한 SnO2의 결정구조에서 산소관련 결합에너지의 감소로 인한 비정질구조로 변화하기 때문인 것을 그림 2에서 확인하였으며, 비정질구조가 광학적으로 여기가 많이 일어날 수 있는 환경이기 때문에 열처리 온도가 증가할수록 PL강도가 증가하게 되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	p형의 산화물반도체물질은 무엇들이 있는가?	p형의 반도체 물질과 n형의 반도체물질들을 이용하여 pn접합을 만들어 실리콘 반도체와 유사한 접합을 이용하여 여러 가지 디바이스를 만들어내는 기술이다.[7-13] p형의 산화물반도체물질은 흔하지 않으며, CuO과 SnO2가있으며, 대부분의 산화물반도체 물질들이 n형의 산화물반도체물질에 해당한다. 따라서 AZO, ZTO, GZO, IGZO, IZO 및 ZnO 등이 이에 해당한다.
	n형의 산화물반도체물질에는 무엇들이 있는가?	[7-13] p형의 산화물반도체물질은 흔하지 않으며, CuO과 SnO2가있으며, 대부분의 산화물반도체 물질들이 n형의 산화물반도체물질에 해당한다. 따라서 AZO, ZTO, GZO, IGZO, IZO 및 ZnO 등이 이에 해당한다. 여기서 n형의 산화물반도체물질들을 다시 나눈다면 비정질물질과 결정질물질로 나눌 수 있다.
	산화물반도체는 어떤 종류가 있는가?	[1-6] 그 중에 하나가 산화물반도체기술이다. 실리콘 반도체와 마찬가지로 산화물반도체는 p형의 산화물반도체물질과 n형의 반도체물질들이 있다. p형의 반도체 물질과 n형의 반도체물질들을 이용하여 pn접합을 만들어 실리콘 반도체와 유사한 접합을 이용하여 여러 가지 디바이스를 만들어내는 기술이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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