• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.255-255
• /
• 2011

Zinc oxide based thin films have been extensively studied in recent several years because they have very interesting properties and zinc oxide is non-poisonous, abundant and cheap material. ZnO films are employed in different applications like transparent conductive layers in solar cells, protective coatings and so on. Wide industrial application of the ZnO films requires of development of cheap, effective and scalable technology. Typically used technologies don't completely satisfy the industrial requirements. In the present work, we studied effect of the deposition parameters on the structure and properties of ZnO films deposited by DC arc plasmatron. The varied parameters were gas flow rates, precursor composition, substrate temperature and post-deposition annealing temperature. Vapor of Zinc acetylacetone was used as source materials, oxygen was used as working gas and argon was used as the cathode protective gas and a transport gas for the vapor. The plasmatron power was varied in the range of 700-1500 watts. Flow rate of the gases and substrate temperature rate were varied in the wide range to optimize the properties of the deposited coatings. After deposition films were annealed in the hydrogen atmosphere in the wide range of temperatures. Structure of coatings was investigated using XRD and SEM. Chemical composition was analyzed using x-ray photoelectron spectroscopy. Sheet conductivity was measured by 4-point probe method. Optical properties of the transparent ZnO-based coatings were studied by the spectroscopy. It was shown that deposition by a DC Arc plasmatron can be used for low-cost production of zinc oxide films with good optical and electrical properties. Increasing of the oxygen content in the gas mixture during deposition allow to obtain high-resistive protective and insulation coatings with high adhesion to the metallic surface.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.14-18
• /
• 2019

반도체의 전도성은 주로 케리어에 의해서 결정된다. 전도성이 높아지려면 케리어의 수가 많고 에너지 내의 트랩 준위를 만들어서 케리어들이 낮은 에너지로도 금지대역을 넘어설수 있도록 하는 도핑기법을 주로 사용한다. 케리어들은 결정질 결합구조를 갖으며, 계면불일치에 의하여 전도성이 떨어지는 경향도 있지만 대체적으로 고농도 도핑은 이동도를 높이는 대표적인 방법에 속한다. 하지만 비정질 결합구조에서도 전도성이 높아지는 현상이 나타나며, 본 연구에서는 트래핑현상과는 다른 터널링 현상에 의한 공간전하제한 전류가 흐르면서 전도성이 향상되고 이동도가 높아지는 현상에 대하여 관찰하였다. 비정질구조에서는 케리어수가 낮고 저항이 높아지며, 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되면서 이동도가 높아지는 것을 확인하였다. ZTO 박막은 150도에서 열처리한 경우 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되었으며, 충전과 방전하는 실험에서는, 충전과 방전되는 형상에 있어서 시간차이가 있었으며, n형과 p형의 구분이 없었으며, 공핍층과 같은 비정질 결합구조를 보여주었다. 비정질 결합구조는 전위장벽으로 볼 수 있으며, 전위장벽은 공간전하제한전류가 흐르게 되는 원천이기도 하며, 터널링현상에 의한 전도현상이 나타나는 원인이 된다. 따라서 비정질구조에서 이동도가 증가하는 현상이 나타났으며, 케리어가 희박함에도 불구하고 전도성이 증가하는 것을 확인하였다.