[논문]기판의 종류에 따른 SnO2 박막의 전기적인 특성 연구

오데레사

기판의 종류에 따른 SnO2 박막의 전기적인 특성 연구
Study on the Electrical Characteristics of SnO2 on p-Type and n-Type Si Substrates 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.16 no.2, 2017년, pp.9 - 14

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$ISnO_2$ thin films were prepared on p-type and n-type Si substrates to research the interface characteristics between $SnO_2$ and substrate. After the annealing processes, the amorphous structure was formed at the interface to make a Schottky contact. The O 1s spectra showed the bond of 530.4 eV as an amorphous structure, and the Schottky contact. The analysis by the deconvoluted spectra was observed the drastic variation of oxygen vacancies at the amorphous structure because of the depletion layer is directly related to the oxygen vacancy. $SnO_2$ thin film changed the electrical properties depending on the characteristics of substrates. It was confirmed that it is useful to observe the Schottky contact's properties by complementary using the XPS analysis and I-V measurement.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

산소공공의 형성을 위해서 100℃, 150℃, 200℃, 250℃에서 열처리를 진공 중에서 실시하였다. 기판의 특성에 따른 SnO₂ 박막의 전기적인 특성이 달라지는 변화를 살펴보았다. 그리고 직경이 250㎛인 전극을 만들기위해서 Al을 이용하여 진공증착기로 증착을 하였다 산소공공의 변화는 XPS분석으로, 접합특성은 I-V측정을 이용하여 살펴보았다.
는 반도체 센서에 많이 이용되어온 대표적인 산화물반도체이다. 본 연구에서는 SnO₂ 박막을 형성하는데 있어서 n형 실리콘 기판 과 p기판실리콘 기판에 따라서 SnO₂ 박막의 전기적인 특성이 어떻게 변화되는가를 살펴보기 위해서 XPS분석과 I-V 측정을 실시하였다.

제안 방법

p형의 실리콘 기판과 n형 실리콘 기판 위에 Ar:O_{2=10 sccm:10 sccm}의 가스비율, 플라즈마 파워70W를 인가하여 마그네트론 스퍼터링 방법으로SnO₂ 박막을 증착 하였다. 산소공공의 형성을 위해서 100℃, 150℃, 200℃, 250℃에서 열처리를 진공 중에서 실시하였다.
기판의 특성에 따른 SnO₂ 박막의 전기적인 특성이 달라지는 변화를 살펴보았다. 그리고 직경이 250㎛인 전극을 만들기위해서 Al을 이용하여 진공증착기로 증착을 하였다 산소공공의 변화는 XPS분석으로, 접합특성은 I-V측정을 이용하여 살펴보았다.
기판 종류에 따른 SnO₂ 박막의 증착과 계면특성에 따른 전기적인 특성의 변화를 살펴보았다. 쇼키접합은 반도체 소자의 효율을 높여주는 중용한 파라미터이다.
박막을 증착 하였다. 산소공공의 형성을 위해서 100℃, 150℃, 200℃, 250℃에서 열처리를 진공 중에서 실시하였다. 기판의 특성에 따른 SnO₂ 박막의 전기적인 특성이 달라지는 변화를 살펴보았다.

성능/효과

9는 n형기판 위에 증착한 SnO₂박막을 열처리한 후 전기적인 측정 결과를 나타낸다. 150℃ 열처리한 SnO₂ 박막에서 비선형성이 가장 크게 나타나는 쇼키특성이 가장 잘 형성된 것을 알 수 있으며, 양의 전압영역에서 전류의 크기가 급격히 증가하는 것을 보여준다.
반도체물질과 기판과의 접합계면에서 발생되는 공핍층의 효과에 의해서 쇼키접합이 형성되며, n형 실리콘 기판을 사용할 경우 공핍층은 더욱 잘 형성되었다. O 1s 스펙트라의 디컨벌루션 분석방법은 간접적인 분석방법으로 다른 분석방법과 병합하여 분서기 이루어져야 쇼키접합에 대한 분석이 정확히 이루어질 수 있음을 확인하였다.
SnO2박막의 비정질 결합구조를 분석하는데 있어서 O 1s 결합이 530.4 eV위치에서 발생하였다는 것이며, O 1s 스펙트라를 이용한 산소공공에 대한 결과가 Fig. 3과 Fig. 8로부터 150℃ 열처리 온도에서 비정질구조가 가장 잘 형성되었는데 Fig. 3에서는 산소공공의 함량이 가장 적고 Fig. 8에서는 산소공공의 함량이 가장 크게 나타났다는 상반된 결과를 보이는 것은 디컨벌루션의 분석방법이 직접적인 원인분석에 이용할 수 없는 간접적인 분석방법으로 이용되어져야 한다는 것임을 보여준다.
4eV에서 비정질구조가 만들어지는 것을 확인하였다. 디컨벌루션을 통한 산소공공의 변화를 살펴보면 비정질구조가 형성되는 구간에서 산소공공의 변화가 급격하게 변화하는 것을 확인하였다. 반도체물질과 기판과의 접합계면에서 발생되는 공핍층의 효과에 의해서 쇼키접합이 형성되며, n형 실리콘 기판을 사용할 경우 공핍층은 더욱 잘 형성되었다.
12를 보면 SnO₂ 박막은 거의 모든 I-V 특성에서 쇼키특성인 것을 알 수 있다. 따라서 반도체 소자의 접합특성을 규명하기 위해서는 미시영역과 거시영역에서 살펴볼 필요성이 있으며, 산소공공의 효과도 전기적인 특성에 매우 큰 영향을 미치기 때문에 상호보완적으로 분석이 이루어져야 한다는 것을 확인하였다.
쇼키접합은 반도체 소자의 효율을 높여주는 중용한 파라미터이다. 쇼키접합은 기판의 특성에 따라서 전기적인 특성과 직접적인 연관성이 있으며, SnO₂ 박막의 경우 150℃ 열처리한 경우 쇼키접합이 잘 형성되는 것을 확인하였으며, O 1s 스펙트라로 측정해 보면 530. 4eV에서 비정질구조가 만들어지는 것을 확인하였다.
4는 p형기판위에 증착한 SnO₂박막을 열처리한 후, I-V 측정 결과를 나타낸다. 열처리 온도가 높아질수록 오믹 결합특성이 증가하고 있으며, 증착한 SnO₂박막에서 쇼키 접합특성이 가장 크게 나타났다.
순방향으로 측정할 때 쇼키접합특성이 나타났으나 역방향으로 측정할때는 오믹특성만 나타났다. 열처리온도가 높을수록 I-V 측정한 데이터의 결과로서 저항의 기울기가 증가하였으며, 전도성이 증가하였다. 열처리 온도가 높을수록 결정성이 높아지면서 전도성도 비례하여 증가하였다고 볼 수 있다.
증착한 박막에서 산소공공이 증가한 것은 크게 의미가 없는 값이며, 열처리 온도가 높아질수록 산소공공의 함량이 증가하였다. 산소공공이 많으면 결정성이 증가하므로 Fig.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	소형화기술은 어떤 기술인가?	그러나 디바이스크기자 작아지면서 반도체기술도 소형화기술이 요구되게 되었으며, 소형화기술은 집적화기술과는 별도의 다른 개념으로 기술이 개발되어져 왔다.[1-4] 집적화기술은 고속화 스피드 기술이라고 하면 소형화기술은 극단의 소형기술이 투명기술에 적합한 얇아지고 단순해지는 기술이라고 할 수 있다. 그래서 투명반도체기술로서 산화물반도체가 등장하게 되었다.
	ZnO 계열의 산화물반도체물질의 특징은?	그래서 투명반도체기술로서 산화물반도체가 등장하게 되었다. 페로브스카이트 구조를 갖는 ZnO 계열의 산화물반도체물질은 넓은 밴드 갭을 갖고 있고 화학적으로 안정하여 쉽게 산화하거나 부식되지 않는 장점이 있으며, 투명전도성박막으로 이용되고 있다. 투명 전도성 산화막 (TCO)는 10-4 Ω cm 이하의 낮은 비저항, 90% 이상의 광 투과도 그리 그리고 3 eV 이상의 넓은 광학적 밴드 밴드 갭을 갖는 우수한 특성을 갖고 있다.
	투명 전도성 산화막의 전도성이 증가하는 메커니즘은?	투명 전도성 산화막 (TCO)는 10-4 Ω cm 이하의 낮은 비저항, 90% 이상의 광 투과도 그리 그리고 3 eV 이상의 넓은 광학적 밴드 밴드 갭을 갖는 우수한 특성을 갖고 있다.[5-8] 또한 투명전도성 산화물은 열처리를 하게 되면 산소가 빠져나간 빈자리에 산소양이온이 남겨지면서 이동성의 케리어가 되어 전도성이 증가되는 특징이 있다. 그리고 열처리하는 과정에서 공핍층도 형성되는데 공핍층은 쇼키접합을 형성하면서 반도체 기반의 전자소자의 성능에 직접적인 영향을 미치는 효과가 있어서 반도체에서 중요하게 다루어지는 부분이다.

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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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