KR100967628B1 - Enhanced structural, electrical and optical characteristics with lithium - zinc oxide thin film and Dorf the manufacturing methods - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유망한 광대역 반도체로서 산화아연(ZnO) 박막 내에 리튬(Li)을 적절하게 도프함으로 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 개선하여 광전자 분야에 있어서의 다양한 요구를 충족할 수 있는 광학적 장치의 제조에 유용하게 사용될 수 있는 고품질 Li-도프 ZnO 박막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 Li-도프 ZnO 박막의 제조 방법은 펄스 레이저 증착 (pulsed laser deposition; PLD) 기술을 사용하여 Li 이온을 ZnO 내로 특정 조건 하에서 도핑함에 의해 고품질의 ZnO 박막을 제조하여 얻어진 ZnO 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성에 대한 Li 이온의 도핑 효과를 각종 기기를 사용하여 관찰하여 달성되었다. The present invention is a promising broadband semiconductor useful for the fabrication of optical devices capable of meeting various demands in the optoelectronic field by improving the structural, electrical and optical properties by appropriately doping lithium (Li) in zinc oxide (ZnO) thin films. The present invention relates to a high quality Li-doped ZnO thin film and a method for manufacturing the same, wherein the method for preparing a Li-doped ZnO thin film having the improved structural, electrical and optical properties of the present invention is pulsed laser deposition (PLD). The doping effect of Li ions on the structural, electrical and optical properties of ZnO thin films obtained by producing high quality ZnO thin films by doping Li ions into ZnO under specific conditions using the .

상기와 같이 구성되는 본 발명은 펄스 레이저 증착 기술을 사용하여 Li 이온을 ZnO 내로 일정한 조건 하에서 도핑함에 의해 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 고품질의 ZnO 박막을 용이하게 반복적으로 생산가능하게 한다. The present invention constructed as described above makes it possible to easily and repeatedly produce high quality ZnO thin films having improved structural, electrical and optical properties by doping Li ions into ZnO under constant conditions using pulsed laser deposition techniques.

리튬, 박막, 도판트, 산화아연, 광전자, 특성. Lithium, thin film, dopant, zinc oxide, optoelectronics, properties.

Description

개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 산화아연 박막 및 그 제조 방법{Enhanced structural, electrical and optical characteristics with lithium - zinc oxide thin film and Dorf the manufacturing methods}Improved structural, electrical and optical characteristics with lithium-zinc oxide thin film and Dorf the manufacturing methods

본 발명은 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 Li-도프 ZnO 박막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유망한 광대역 반도체로서 ZnO 박막 내에 리튬을 적절하게 도프함으로 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 개선하여 광전자 분야에 있어서의 다양한 요구를 충족할 수 있는 광학적 장치의 제조에 유용하게 사용될 수 있는, 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 가지는 고품질 Li-도프 ZnO 박막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Li-doped ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to improving structural, electrical and optical properties by appropriately doping lithium in a ZnO thin film as a promising broadband semiconductor. The present invention relates to a high quality Li-doped ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties, which can be usefully used in the manufacture of an optical device capable of meeting various needs in the optoelectronic field.

일반적으로, 유망한 광대역 반도체로서는 다양한 도판트를 갖는 ZnO 박막은 광학 분야에서 요구되는 각종 요구를 충족하기 위한 광학 장치를 제조하는데 있어서 중요한 물질로 제시될 수 있는 것이다. In general, ZnO thin films having various dopants as promising broadband semiconductors can be presented as important materials in manufacturing optical devices for meeting various demands in the optical field.

자세하게는, ZnO은 광대역 반도체 재질로서, 300K에서 3.3 eV의 직류 광대역 과 60 meV의 큰 여기자 결합 에너지를 갖는다는 것이 공지되어있는데(W. Y. Liang and A. D. Yoffe, Phys . Rev . Lett. 20 (1968) 59. ), 이러한 ZnO에 대한 흥미는 주로 상기한 특성을 갖는 ZnO를 광전자 분야에 적용하는 것에 대한 것이다. ZnO의 밴드 구조 및 광학적 특성은 GaN의 것과 매우 유사하다. Specifically, ZnO is a broadband semiconductor material, that there is known a DC broadband of 3.3 eV at 300K and has a large exciton of 60 meV binding energy (WY Liang and AD Yoffe, Phys . Rev. Lett. 20 (1968) 59 This interest in ZnO is mainly related to the application of ZnO in the optoelectronic field with the above characteristics. The band structure and optical properties of ZnO are very similar to those of GaN.

알려져 바와 같이, GaN은 그린, 블루-자외선, 및 백색 광 발광 다이오드의 생산에 광범위하게 사용되어 지고 있는 것이다. 그런데, ZnO은 상기한 바와 같이 종래로부터 광전자 분야에서 주재로 사용되고 있는 GaN에 더하여 몇 가지의 이점을 더 가지게 되는데, 이러한 이점들은 고품질의 ZnO 기판의 이용 가능성과 아주 큰 여기자 결합 에너지를 갖는다는 것이다. 또한, ZnO 결정은 보다 간단한 결정 성장 기술인 몇 가지 방법에 의하여 성장되어 진다. As is known, GaN is widely used in the production of green, blue-ultraviolet, and white light emitting diodes. However, ZnO has several advantages in addition to GaN, which is conventionally used in the optoelectronic field as described above, and these advantages include the availability of high quality ZnO substrates and a very large exciton bonding energy. In addition, ZnO crystals are grown by several methods, which are simpler crystal growth techniques.

이것은 ZnO 기재 장치를 보다 낮은 비용으로 생산할 수 있게 하는 이점을 또한 초래할 수 있다. 더욱이, 이 ZnO의 60 meV에 달하는 큰 여기자 결합 에너지는 실온 및 고온에서 강력한 근-밴드-엣지 (near-band-edge; NBE) 여기자 방출을 만든다. 이는 이 값이 실온(RT) 열에너지의 것(K b T = 25 meV) 보다 2.4 배나 크기 때문이다. This may also result in the advantage of being able to produce ZnO based devices at lower cost. Moreover, the large exciton binding energy of this ZnO's 60 meV makes strong near-band-edge (NBE) exciton emission at room temperature and high temperature. This is because this value is 2.4 times larger than that of room temperature (RT) thermal energy ( K b T = 25 meV).

더욱이, 상기 언급한 이점에 부가하여, ZnO는 높은 에너지 방사에 저항성이 있다는 이점도 있다. 이러한 높은 에너지 방사에 대한 저항 특성은 ZnO이 좁은 공간에서도 그 효율의 저하 없이 이용될 수 있는 가능성을 제공하여 광전자 장치의 제조에 보다 유용하게 이용될 수 있게 한다. 동시적으로, 투명성 전도성 산화물로 서, ZnO이 투명성 전도성 필름, 태양 전지 창(窓) 및 벌크 음파 장치로서 사용되어 질 수 있는 유용한 물질(U. Ozgur, Y. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S. J. Cho, and H. Morkov, J. Appl. Phys. 98 (2005) 041301; B. Sang, A. Yamada, and M. Konagai, Jpn. J. Appl. Phys. 37 (Part 2) (1998) L206; P. Verardi, N. Nastase, C. Gherasim, C. Ghica, M. Dinescu, R. Dinu, and C. Flueraru, J. Crystal Growth 197 (1999) 523; J. F. Cordaro, Y. Shim, and J. E. May, J. Appl. Phys. 60 (1986) 4186.)로서, ZnO 관련 물질은 상당한 주의를 끌고 있는 실정이다(Y. R. Ryu, S. Zhu, J. D. Budai, H. R. Chandrasekhar, P. F. Miceli, and H. W. White, J. Appl. Phys. 88 (2000) 201; D.C. Look, Mater. Sci. and Eng. B 80 (2001) 383; F. K. Shan, B. C. Shin, S. C. Kim, and Y. S. Yu, J. Eur. Ceram. Soc. 24 (2004) 1861; F. K. Shan and Y. S. Yu, J. Eur. Ceram. Soc. 24 (2004) 1869; H. T. Ng, B. Chen, J. Li, J. Han, and M. Meyyappan, Appl. Phys. Lett. 82 (2003) 2023; X. T. Zhang, Y. C. Liu, L. G. Zhang, J. Y. Zhang, Y. M. Lu, D. Z. Shen, W. Xu, G. Z. Zhong, X. W. Fan, and X. G. Kong, J. Appl. Phys. 92 (2002) 3293; F. K. Shan, Z. F. Liu, G. X. Liu, W. J. Lee, G. H. Lee, I. S. Kim, B. C. Shin, and Y. S. Yu, J. Electroceram. 13 (2004) 195; F. K. Shan, B. C. Shin, S. W. Jang, and Y. S. Yu, J. Eur . Ceram . Soc. 24 (2004) 1015).Moreover, in addition to the above-mentioned advantages, ZnO also has the advantage of being resistant to high energy radiation. This high resistance to energy radiation offers the possibility that ZnO can be used even in narrow spaces without compromising its efficiency, making it more useful for the manufacture of optoelectronic devices. At the same time, as a transparent conductive oxide, ZnO is a useful material that can be used as a transparent conductive film, solar window and bulk sonic device (U. Ozgur, YI Alivov, C. Liu, A. Teke, MA Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, SJ Cho, and H. Morkov, J. Appl. Phys. 98 (2005) 041301; B. Sang, A. Yamada, and M. Konagai, Jpn. J. Appl. Phys . 37 (Part 2) (1998) L206; P. Verardi, N. Nastase, C. Gherasim, C. Ghica, M. Dinescu, R. Dinu, and C. Flueraru, J. Crystal Growth 197 (1999) 523 JF Cordaro, Y. Shim, and JE May, J. Appl. Phys . 60 (1986) 4186.), ZnO-related materials have attracted considerable attention (YR Ryu, S. Zhu, JD Budai, HR). Chandrasekhar, PF Miceli, and HW White, J. Appl. Phys . 88 (2000) 201; DC Look, Mater.Sci. And Eng.B 80 (2001) 383; FK Shan, BC Shin, SC Kim, and YS Yu , J. Eur. Ceram. Soc . 24 (2004) 1861; FK Shan and YS Yu, J. Eur. Ceram. Soc . 24 (2004) 1869; HT Ng, B. Chen, J. Li, J. Han, and M. Meyyappan, Appl. Phys. Lett . 82 (2003) 2023; XT Zhang, YC Liu, LG Zhang, JY Zhang, YM Lu, DZ Shen, W. Xu, GZ Zhong, XW Fan, and XG Kong, J. Appl. Phys . 92 (2002) 3293; FK Shan, ZF Liu, GX Liu, WJ Lee, GH Lee, IS Kim, BC Shin, and YS Yu, J. Electroceram . 13 (2004) 195; FK Shan, BC Shin, SW Jang, and YS Yu, J. Eur . Ceram . Soc . 24 (2004) 1015).

한편, 상기한 우수한 특성을 가지는 ZnO을 이에 기초한 광학적 장치로 실현화하기 위하여서는, n-형 및 p-형 ZnO 양자의 성장이 필요로 한다. 그런데, ZnO를 포함하는 대부분의 반도체들은 자연적으로는 n-형 전도를 나타낸다는 특성이 있다. 따라서, n-형 ZnO 박막은 제조되어 지기가 아주 쉽고, 그리고 그 전도성은 다른 물질 및 다른 도핑 수준으로 도핑함에 의해 용이하게 조절되어 질 수 있다. 그러나, p-형 ZnO는 얻는 것은 매우 어려운 것으로 여겨진다. 광대역 반도체들 중에서, 어떤 불순물의 부가는 이들의 전기적 및 광학적 특성에 때로는 아주 예측할 수 없었던 변화를 유발하는데, 몇몇 문헌에는 p-형 ZnO가 어떤 불순물의 부가와 같은 다른 도핑 방법에 의하여 달성되어 진다는 것이 기재되어 있다. 그러나, 상기 몇몇 문헌에 따른 방법에 의해서는 반복되어 질 수 있는 결과들이 거의 없거나 또는 달성되어 지더라도 얻어진 p-형 ZnO의 특성도 광전자 장치의 제조에 사용되어 지기는 어려운 것으로 실용화할 수가 없다는 문제점이 있었다. On the other hand, in order to realize ZnO having the above excellent characteristics in an optical device based thereon, growth of both n-type and p-type ZnO is required. By the way, most semiconductors including ZnO have the property of naturally exhibiting n-type conductivity. Thus, n-type ZnO thin films are very easy to manufacture and their conductivity can be easily controlled by doping with different materials and different doping levels. However, p-type ZnO is considered very difficult to obtain. Among broadband semiconductors, the addition of certain impurities causes sometimes very unpredictable changes in their electrical and optical properties, and some literature suggests that p-type ZnO is achieved by other doping methods such as the addition of certain impurities. Is described. However, the method according to the above-mentioned documents has little problem that the properties of the obtained p-type ZnO are difficult to be used in the manufacture of optoelectronic devices, even if few results can be repeated or are achieved. there was.

따라서, 용이하게 반복적으로 생산할 수 있으면서 만족할 만한 특성을 가져 광전자 장치의 제조에 사용될 수 있는 ZnO 및 그 제조방법을 달성하는 것이 요원한 실정이다. Therefore, there is a need to achieve ZnO and a method of manufacturing the same, which can be easily and repeatedly produced and have satisfactory properties and can be used in the manufacture of optoelectronic devices.

상기한 특성을 갖는 ZnO 제조방법과 관련된 종래 기술로는 대한민국 특허출원 제2000-0024465호의 "산화아연 산화물 반도체 박막 제조 방법"이 개시되어 있다. 상기 발명은 "산소공공(Oxygen vacancy)을 감소시키기 위해 고순도 산소 분위기 하에서 후열 처리 공정을 이용하여 산화아연 산화물 반도체 박막을 제조하는 방법에 있어서, 산화 알루미늄 기판 상에 알루미늄이 도핑된 산화아연을 증착하여 산화아연 시료를 성장시키는 제 1 단계와; 상기 산화아연 시료를 기설정 온도 내에서 기설정 시간동안 후열 처리하여 산화아연 산화물 반도체 박막을 제조하되, 상기 산 화아연 산화물 반도체 박막은 고순도 산소 분위기의 석영 튜브를 구비하는 고온로(high temperature furnace)에서 제조되는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 산화물 반도체 박막 제조 방법"을 개시하고 있으나, 용이한 반복적 생산 가능성 및 만족할 만한 특성을 갖는 고품질의 ZnO 박막의 제공이라는 측면에서는 여전히 문제점을 해결하지 못하고 있다.As a related art related to a ZnO manufacturing method having the above characteristics, a "Zinc oxide oxide semiconductor thin film manufacturing method" of Korean Patent Application No. 2000-0024465 is disclosed. The present invention relates to a method of manufacturing a zinc oxide oxide semiconductor thin film using a post-heat treatment process under a high purity oxygen atmosphere to reduce oxygen vacancy, by depositing zinc oxide doped with aluminum on an aluminum oxide substrate. A first step of growing a zinc oxide sample and a post-heat treatment of the zinc oxide sample for a predetermined time within a predetermined temperature to produce a zinc oxide oxide semiconductor thin film, the zinc oxide oxide semiconductor thin film is a high purity oxygen atmosphere quartz Zinc oxide oxide semiconductor thin film manufacturing method comprising the second step of manufacturing in a high temperature furnace having a tube, but the high quality with easy repeatability and satisfactory characteristics In terms of providing a ZnO thin film, it still does not solve the problem. I can't.

따라서, 본 발명자 등은 상기한 바와 같이 이 기술분야에서의 실정을 감안하여 상기 제기된 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 일정한 조건하에서 특정한 기술을 사용함으로서 반복적으로 생산가능하면서도 만족할 만한 특성을 갖는 ZnO 박막을 얻을 수 있게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors, as described above, have made intensive studies to solve the above-mentioned problems in consideration of the situation in the technical field, and have a satisfactory characteristic that can be repeatedly produced by using a specific technology under certain conditions. The ZnO thin film can be obtained to complete the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 반복적으로 생산가능하면서도 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 가지는 고품질의 ZnO 박막을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high quality ZnO thin film that can be repeatedly produced while having improved structural, electrical and optical properties.

본 발명의 다른 목적은 상기한 특징을 갖는 ZnO 박막을 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for more easily manufacturing a ZnO thin film having the above characteristics.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자 등은 펄스 레이저 증착 (pulsed laser deposition; PLD) 기술을 사용하여 리튬(Li) 이온을 ZnO 내로 다양한 조건 하에서 도핑함에 의해 고품질의 ZnO 박막을 제조하는 것을 시도하였고, 그 결과 얻어진 ZnO 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성에 대한 Li 이온의 도핑 효과를 각종 분석 기기를 사용하여 관찰하여 상기 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 ZnO 박막을 선별함으로 그 목적을 달성할 수 있었다. In order to achieve the above object of the present invention, the present inventors have fabricated a high quality ZnO thin film by doping lithium (Li) ions into ZnO under various conditions using pulsed laser deposition (PLD) technology. The purpose of the present invention was to examine the doping effect of Li ions on the structural, electrical and optical properties of the resulting ZnO thin film using various analytical instruments, and to select the ZnO thin film which can achieve the object of the present invention. Could be achieved.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막의 제조 방법은;Method for producing a lithium-doped ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties of the present invention for achieving the above object;

펄스 레이저 증착 (pulsed laser deposition; PLD) 기술을 사용하여 리튬(Li) 이온을 ZnO 내로 도핑함에 의해 ZnO 박막을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은A method of fabricating a ZnO thin film by doping lithium (Li) ions into ZnO using pulsed laser deposition (PLD) technology, the method comprising

고순도 ZnO 분말 내에 원하는 양의 리튬 도판트를 얻기 위하여 고순도의 리튬 산화물 분말을 상기 ZnO 분말과 균일가제 혼합하는 단계;Mixing a high purity lithium oxide powder with the ZnO powder and a homogeneous agent to obtain a desired amount of lithium dopant in the high purity ZnO powder;

상기 혼합물을 특정 형상으로 단축 프레싱하여 타겟을 얻는 단계;Uniaxially pressing the mixture into a specific shape to obtain a target;

상기에서 얻어진 특정 형상의 타겟을 노(爐) 안에서 일정 온도로 소결하는 단계; 및Sintering a target of a specific shape obtained above at a constant temperature in a furnace; And

엑시머 레이저(excimer laser)의 에너지 밀도를 일정하게 설정하고. 그런 다음 삭마된 물질이 타겟 위에 기판 상으로 특정한 조건 하에서 증착하는 단계로 구성되어 짐을 특징으로 한다.The energy density of the excimer laser is set constant. The ablated material is then characterized in that it consists of depositing under a specific condition onto a substrate on a target.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 리튬 도판트의 양은 0.001 내지 0.1 at. %로 됨을 특징으로 한다.According to another configuration of the invention, the amount of the lithium dopant is 0.001 to 0.1 at. Characterized by a percentage.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 증착되는 기판 온도는 100 내지 600℃, 보다 바람직하기로는 200 내지 500℃로 됨을 특징으로 한다.According to another configuration of the present invention, the substrate temperature to be deposited is characterized in that 100 to 600 ℃, more preferably 200 to 500 ℃.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 특정한 증착 조건은 레이저의 반복 주파수가 4 내지 6 Hz이고, 백그라운드 O2 압력은 90 내지 110 mTorr임을 특징으로 한다.According to another configuration of the invention, the specific deposition conditions are characterized in that the repetition frequency of the laser is 4 to 6 Hz, the background O 2 pressure is 90 to 110 mTorr.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 증착 시간은 1시간으로 함을 특징으로 한다.According to another configuration of the invention, the deposition time is characterized in that 1 hour.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 구조적, 전기적 및 광학 적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막은 상술한 제조 방법에 따라 얻어진 것임을 특징으로 한다.Lithium-doped ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties of the present invention for achieving the above another object is characterized in that obtained by the above-described manufacturing method.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막 및 그 제조 방법은 펄스 레이저 증착 기술을 사용하여 Li 이온을 ZnO 내로 일정한 조건 하에서 도핑함에 의해 고품질의 ZnO 박막을 제조하는 것으로, 얻어진 ZnO 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성에 대한 Li 이온의 도핑 효과를 각종 분석 기기를 사용하여 관찰한 결과 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 가지는 고품질의 ZnO 박막을 제공할 수 있었으며, 또한 본 발명에 의한 방법은 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 고품질의 ZnO 박막을 용이하게 반복적으로 생산가능하게 한다. The lithium-doped ZnO thin film having the improved structural, electrical and optical properties of the present invention and the method of manufacturing the same as described above are manufactured by high-quality ZnO thin film by doping Li ions into ZnO under constant conditions using a pulse laser deposition technique. By fabricating the ZnO thin film, the doping effect of Li ions on the structural, electrical and optical properties of the obtained ZnO thin film can be observed using various analytical instruments, thereby providing a high quality ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties. In addition, the method according to the invention makes it possible to easily and repeatedly produce high quality ZnO thin films with improved structural, electrical and optical properties.

이하, 본 발명을 바람직한 일 실시형태 및 첨부 도면을 참고로 보다 자세하게 설명한다. 하지만, 하기에 설명하는 실시형태는 단지 본 발명을 보다 자세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to preferable embodiment and attached drawing. However, the embodiments described below are merely for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.

다음의 본 발명에 따라 얻어진 박막의 구조적, 형태학적 및 광학적 특성을 측정화하기 위하여, X-ray 회절기, 원자힘 현미경, 분광광도계 및 분광계를 사용하였으며, 홀 측정 또한 박막의 전기적 특성을 동정하기 위하여 수행되었다.In order to measure the structural, morphological and optical properties of the thin film obtained according to the present invention, an X-ray diffractometer, atomic force microscope, spectrophotometer and spectrometer were used, and hole measurement was also performed to identify electrical properties of the thin film. Was performed.

본 발명의 구성에 따라 사용된 PLD 시스템은 본 발명자 등이 이미 개시한 것이다(F. K. Shan, B. I. Kim, G. X. Liu, Z. F. Liu, J. Y. Sohn, W. J. Lee, B. C. Shin, and Y. S. Yu, J. Appl. Phys. 95 (2004) 4772; F. K. Shan, and Y. S. Yu, Thin Solid Films 435 (2003) 174; F.K. Shan, G.X. Liu, W.J. Lee, and B.C. Shin, J. Appl. Phys. 101 (2007) 053106; F. K. Shan, G. X. Liu, W. J. Lee, G. H. Lee, I. S. Kim, and B. C. Shin, Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 221910). 엑시머 레이저(excimer laser)의 에너지 밀도는 ~ 1.5 J/㎠으로 설정된다. 삭마된 물질이 그런 다음 타겟 위에 53 mm로 유지된 기판 상에 증착되어 진다. 타겟을 제조하기 위하여, 아드리치사(Aldrich Co)로부터 구입한 고순도 ZnO 분말 (99.99 %)이 사용되었다. 타겟 내에 원하는 양의 리튬 도판트(0.01 at. %)를 얻기 위하여, 고순도의 리튬 산화물 분말이 볼을 갖는 플라스틱 컨테이너를 사용하여 밀링 시스템에서 20시간 동안 ZnO 분말과 균일하게 혼합되었다. 직경 1인치 및 두께 0.2인치의 디스크 형상의 타겟이 700kg/㎠에서 단축 프레싱함에 의해 수득되었다. 그런 다음 디스크-형 타겟은 4시간 동안 노(爐) 안에서 1200℃에서 소결되었다. The PLD system used according to the configuration of the present invention has already been disclosed by the inventors (FK Shan, BI Kim, GX Liu, ZF Liu, JY Sohn, WJ Lee, BC Shin, and YS Yu, J. Appl. Phys 95 (2004) 4772; FK Shan, and YS Yu, Thin Solid Films 435 (2003) ® FK Shan, GX Liu, WJ Lee, and BC Shin, J. Appl. Phys . 101 (2007) 053106; FK Shan , GX Liu, WJ Lee, GH Lee, IS Kim, and BC Shin, Appl. Phys. Lett . 86 (2005) 221910). The energy density of the excimer laser is set at ˜1.5 J / cm 2. The ablated material is then deposited on a substrate held 53 mm above the target. To prepare the target, a high purity ZnO powder (99.99%) purchased from Adrich Co. was used. To obtain the desired amount of lithium dopant (0.01 at.%) In the target, high purity lithium oxide powder was uniformly mixed with the ZnO powder for 20 hours in a milling system using a plastic container with balls. Disc shaped targets of 1 inch diameter and 0.2 inch thickness were obtained by uniaxial pressing at 700 kg / cm 2. The disk-shaped target was then sintered at 1200 ° C. in a furnace for 4 hours.

증착을 하는 동안, 조건은 다음과 같다: 레이저의 반복 주파수는 5 Hz이고; 백그라운드 O2 압력은 100 mTorr이고; 그리고 기판 온도는 100 내지 600℃로 다양하게 하였다. 증착 시간은 1시간이다. During the deposition, the conditions are as follows: the repetition frequency of the laser is 5 Hz; Background O 2 pressure is 100 mTorr; And the substrate temperature was varied to 100 to 600 ℃. The deposition time is 1 hour.

상기 조건에서, 박막의 두께를 약 400nm로 제조하였으며, 증착 완료 후, 박막을 자연적 상태에서 실온까지 냉각하여 다음과 같이 그 특성을 측정하였다.Under the above conditions, the thickness of the thin film was prepared to about 400 nm, and after the deposition was completed, the thin film was cooled to room temperature in a natural state and its properties were measured as follows.

제조된 박막의 결정 구조는 λ= 1.5406Å을 갖는 CuKα1 방사를 사용하는 x-선 회절(XRD, X'pert MPD, Panalytical, 40 kV, 30 mA) 측정법에 의하여 측정되었다. 박막의 표면 형태학은 AFM 모드 (SPA-400, Seiko Instruments)에서 스캐닝 프로브 마이크로스코프에 의해 조사되었다. 또한, 박막의 전기적 변수는 홀-효과 측정 시스템을 사용하여 실온에서 반 데르 포우(van der pauw) 방법에 의해 측정되었으며, 박막의 투과도는 300-600 nm의 파장 범위에서 UV-Vis-IR 분광광도계 (Vary-5, Australia)로 측정되었다. 광발광(PL) 측정에 사용된 여기원은 30 mW의 출력 전압으로 325 nm에서 조작하는 He-Cd 레이저이다. 샘플로부터 방출하는 광은 1200 grooves/mm로 등급된 스펙트럼을 갖는 단색화 장치의 유입 슬릿트 안으로 촛점이 맞추어 지고 이것은 광전자증배관에 의해 취해진다. 컷오프 필터가 분산된 레이저 방사를 억제하기 위해 사용되었다. 자외선 측에서 이 필터의 컷오프 파장은 약 340 nm이다.The crystal structure of the prepared thin film was measured by X-ray diffraction (XRD, X'pert MPD, Panalytical, 40 kV, 30 mA) measurement using CuKα1 emission having λ = 1.5406 Hz. The surface morphology of the thin film was examined by scanning probe microscope in AFM mode (SPA-400, Seiko Instruments). In addition, the electrical parameters of the thin films were measured by the van der pauw method at room temperature using a Hall-effect measurement system, and the transmittance of the thin films was UV-Vis-IR spectrophotometer in the wavelength range of 300-600 nm. (Vary-5, Australia). The excitation source used for the photoluminescence (PL) measurement is a He-Cd laser operated at 325 nm with an output voltage of 30 mW. The light emitted from the sample is focused into the inlet slit of the monochromator with a spectrum rated at 1200 grooves / mm, which is taken by the photomultiplier tube. Cutoff filters were used to suppress scattered laser radiation. On the ultraviolet side, the cutoff wavelength of this filter is about 340 nm.

도 1은 PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다른 온도에서 증착된 Li-도프 ZnO 박막(0.01 at.%)의 XRD 패턴을 나타낸다. Y 축은 log 스케일로 그래프를 그렸다. 도 1로부터 기판의 온도인 성장 온도는 결정의 구조를 결정하는데 중요하다는 것을 알 수 있었다. 사파이어 (006) 피크를 제외하고는 모든 Li-도프된 ZnO 박막에서 (002) 배향이 관찰되었다. 그러나, (002) 피크 강도는 성장온도가 증가함에 따라 증진되는 것을 명백하게 알 수 있었다. 이 (002) 피크 강도의 증가는 필름의 품질이 성장온도가 증가함에 따라 증가된다는 것을 의미한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 박막에서 나타난 ZnO (004) 피크는 300℃ 이상의 온도에서 성장하 였고 그리고 그 강도는 성장온도가 증가함에 따라 증가되었다. 다른 온도에서의 결정 구조는 다른 성장 온도에서 입자의 이동도에 의하여 설명되어 질 수 있다. 낮은 온도에서의 입자는 낮은 표면 이동도를 가지고, 그리고 낮은 입자의 이동도는 박막의 결정화 작용을 막는다. 이것은 (002) 피크 및 (004) 피크를 약하게 한다.1 shows an XRD pattern of a Li-doped ZnO thin film (0.01 at.%) Deposited at different temperatures on a sapphire (001) substrate using PLD. The Y axis was plotted on a log scale. It can be seen from FIG. 1 that the growth temperature, which is the temperature of the substrate, is important for determining the structure of the crystal. (002) orientation was observed in all Li-doped ZnO thin films except sapphire (006) peak. However, it can be clearly seen that the (002) peak intensity is enhanced as the growth temperature is increased. An increase in this (002) peak intensity means that the quality of the film increases with increasing growth temperature. As can be seen from Figure 1, the ZnO (004) peak appeared in the thin film was grown at a temperature of more than 300 ℃ and its intensity increased with increasing the growth temperature. The crystal structure at different temperatures can be explained by the mobility of the particles at different growth temperatures. Particles at low temperatures have low surface mobility, and low particle mobility prevents crystallization of the thin film. This weakens the (002) peak and the (004) peak.

박막의 표면 형태학은 AFM 모드에서 스캐닝 프로브 마이크로스코(SPA-400, Seiko Instruments)프에 의해 조사되어, 도 2에 도시하였다. 도 2(a), (b), (c), (d), (e), 및 (f)는 각각 100, 200, 300, 400, 500, 및 600℃에서 사파이어 (0001) 기판 상에서 증착된 Li-도프 ZnO 박막의 AFM 이미지를 나타낸다. 스캐닝 범위는 2㎛ㅧ2㎛이다. 박막의 AFM 이미지는 육안으로의 관찰에서는 뚜렷한 변화를 갖지 않는다. AFM에 의하여 조사된 입자 사이즈, 입자 평균 직경 및 조도(root mean square; RMS)의 값은 다음 표1에 나타냈다. The surface morphology of the thin film was examined by scanning probe Microsco (SPA-400, Seiko Instruments) in AFM mode and is shown in FIG. 2. 2 (a), (b), (c), (d), (e), and (f) were deposited on sapphire (0001) substrates at 100, 200, 300, 400, 500, and 600 ° C., respectively. An AFM image of a Li-doped ZnO thin film is shown. The scanning range is 2 μm × 2 μm. The AFM image of the thin film does not have a noticeable change in visual observation. The values of particle size, particle average diameter and roughness (RMS) irradiated by AFM are shown in Table 1 below.

PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 증착된 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 입자 사이즈, 입자 평균 직경 및 조도(粗度)Particle Size, Average Grain Diameter, and Roughness of Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin Films Deposited at Various Temperatures on Sapphire (001) Substrates Using PLD 샘플
(℃)
Sample
(℃)
입자 사이즈
(ㅧ104nm2)
Particle size
(ㅧ 10 4 nm 2 )
평균 직경
(nm)
Average diameter
(nm)
RMS
(nm)
RMS
(nm)
100100 2.892.89 192192 2.902.90 200200 3.193.19 202202 3.523.52 300300 1.991.99 159159 4.144.14 400400 2.122.12 164164 3.013.01 500500 3.493.49 211211 3.003.00 600600 4.404.40 238238 7.187.18

상기 표 1로부터 500℃ 이하의 온도에서 성장한 박막의 입자 사이즈, 입자 평균 직경 및 표면 조도(粗度)는 명백한 변화를 갖지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나, 성장 온도가 600℃까지 증진될 때 박막의 입자 사이즈, 입자 평균 직경 및 표면 조도(粗度)는 증진되었다. 표면 조도는 3.00 nm에서 7.18 nm로 증진되었다.From Table 1, it can be seen that the particle size, particle average diameter, and surface roughness of the thin film grown at a temperature of 500 ° C. or less do not have an obvious change. However, when the growth temperature was increased up to 600 ° C., the particle size, particle average diameter and surface roughness of the thin film were improved. Surface roughness increased from 3.00 nm to 7.18 nm.

Li-도프된 ZnO 박막의 전기적 변수는 실온에서 홀-효과 측정장치에 의해 측정되었고, 그리고 전기적 변수는 다음 표 2에 나타냈다. The electrical parameters of the Li-doped ZnO thin films were measured by a Hall-effect measuring device at room temperature, and the electrical parameters are shown in Table 2 below.

PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 증착된 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 전기적 변수Electrical Parameters of Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin Films Deposited at Various Temperatures on Sapphire (001) Substrates Using PLD 샘플
(℃)
Sample
(℃)
저항
(Ωcm)
resistance
(Cm)
이동도
(㎠/Vs)
Mobility
(Cm2 / Vs)
캐리어 밀도
(/㎤)
Carrier density
(/ Cm 3)
홀 상수
(㎡/C)
Hall constant
(㎡ / C)
100100 -- -- -- -- 200200 4.36ㅧ10-2 4.36 ㅧ 10 -2 8.298.29 -1.72ㅧ1019 -1.72 ㅧ 10 19 -0.36-0.36 300300 3.26ㅧ10-2 3.26 ㅧ 10 -2 20.9720.97 -9.12ㅧ1018 -9.12 ㅧ 10 18 -0.68-0.68 400400 6.77ㅧ10-1 6.77 ㅧ 10 -1 12.7912.79 -6.87ㅧ1018 -6.87 ㅧ 10 18 -0.94-0.94 500500 0.140.14 9.239.23 -4.95ㅧ1018 -4.95 ㅧ 10 18 -1.25-1.25 600600 -- -- -- --

상기 전기적 변수는 100℃ 및 600℃에서 성장된 박막에 대해서는 이 기구를 사용하여 측정되어 질 수 없으며, 따라서 기재되지 않았다. 이 두 개의 박막은 전기적 변수의 값이 측정 범위를 넘어서는 것이기 때문이다. 성장 온도가 200℃에서 500℃로 증가됨에 따라, 캐리어 농도는 1.71ㅧ1019 cm-3 에서 4.95ㅧ1018 cm-3로 감소하고, 저항은 4.36ㅧ10-2 에서 0.14 Ω·cm로 증가한다. 모든 박막에 대한 홀 이동도는 10~20 cm/Vs의 범위로 된다.The electrical parameters could not be measured using this instrument for thin films grown at 100 ° C. and 600 ° C. and thus were not described. These two thin films are because the value of the electrical variable is beyond the measurement range. As the growth temperature increases from 200 ° C to 500 ° C, the carrier concentration decreases from 1.71 1.10 19 cm -3 to 4.95 ㅧ 10 18 cm -3 and the resistance increases from 4.36 ㅧ 10 -2 to 0.14 Ωcm . The hole mobility for all thin films is in the range of 10-20 cm / Vs.

분광광도계(Cary-5, Australia)가 300~600 nm의 파장 범위에서 박막의 투과도를 측정하기 위하여 사용되었으며, 투과도 스펙트럼은 도 3에 나타내었다. 다양한 온도에서 증착된 모든 박막은 가시 영역에서 광학적 투과도가 95% 만큼 높은 것을 보인다. 가파른 흡수도 엣지(상승)가 모든 박막에서 관찰되었다. 이것은 증착된 박막이 고품질의 것이라는 것을 의미한다. 투과도 스펙트럼의 진동은 박막의 표면 및 계면으로부터 반사된 광의 간섭으로부터 유래되어 진다. 스펙트럼의 진동부는 박막의 굴절률 및 두께를 계산하기 위해 사용되어 질 수 있다(F. K. Shan, and Y. S. Yu, Thin Solid Films 435 (2003) 174).Spectrophotometer (Cary-5, Australia) was used to measure the transmittance of the thin film in the wavelength range of 300 ~ 600 nm, the transmission spectrum is shown in FIG. All thin films deposited at various temperatures show an optical transmission as high as 95% in the visible region. Steep absorbance edges (risings) were observed in all films. This means that the deposited thin film is of high quality. The vibration of the transmission spectrum is derived from the interference of light reflected from the surface and interface of the thin film. The spectral oscillator can be used to calculate the refractive index and thickness of the thin film (FK Shan, and YS Yu, Thin Solid Films 435 (2003) 174).

ZnO는 직류 대역 반도체이므로, 본 발명에서는 광양자 에너지 에 대한 [αㅧ()]2 그래프를 작성하였다. 도 3의 그래프 내에 삽입 부분은 600℃에서 증착된 Li-도프 ZnO 박막의 상대적인 흡수 계수를 나타낸다. 가파른 흡수 엣지는 직선형의 피트(fit)에 의하여 고품질 박막에 대해 정확하게 결정된다. 다양한 온도에서 증착된 Li-도프 ZnO 박막의 대역 에너지를 계산하여, 도 4에 나타냈다. 성장 온도가 100℃에서 300℃로 증가됨에 따라, Li-도프 ZnO 박막의 대역 에너지는 3.283 eV에서 3.261로 감소했다. 그러나, 300℃에서 600℃로 성장 온도가 증가함에 따라 대역 에너지는 3.261 eV에서 3.284 eV로 증가된다. Li-도프 ZnO 박막의 대역 에너지는 비-도프 ZnO 박막의 대역 에너지와 비교하여 뚜렷한 변화를 갖지 않는다(F.K. Shan, G.X. Liu, W.J. Lee, and B.C. Shin, J. Appl. Phys. 101 (2007) 053106).Since ZnO is a direct current band semiconductor, in the present invention, [α ㅧ ( )] 2 graphs for photon energy were prepared. The insert in the graph of FIG. 3 shows the relative absorption coefficients of Li-doped ZnO thin films deposited at 600 ° C. The steep absorption edge is accurately determined for high quality thin films by straight fit. The band energy of Li-doped ZnO thin films deposited at various temperatures was calculated and shown in FIG. 4. As the growth temperature was increased from 100 ° C. to 300 ° C., the band energy of the Li-doped ZnO thin film decreased from 3.283 eV to 3.261. However, as the growth temperature increases from 300 ° C. to 600 ° C., the band energy increases from 3.261 eV to 3.284 eV. The band energy of Li-doped ZnO thin films does not have a significant change compared to the band energy of non-doped ZnO thin films (FK Shan, GX Liu, WJ Lee, and BC Shin, J. Appl. Phys . 101 (2007) 053106 ).

PL 측정을 실온에서 수행하여 Li-도프 ZnO 박막(0.01 at. %)의 발광 특성을 연구하였다. 도 5는 PLD를 사용하여 다양한 온도에서 성장한 박막의 PL 스펙트럼을 나타낸다. 모든 박막은 낮은 NBE 발광을 나타내고, 그리고 NBE 발광의 강도는 성장온도 증가로 증가한다는 것을 알 수 있다. 그러나, Li-도프 ZnO 박막의 NBE 발광의 강도는 동일한 조건에서 증착된 순수 ZnO 박막의 것보다 아주 약하다. ZnO 박막 내에 Li 이온의 도프 준위가 비록 0.01 at. % 만큼 적지만, Li-도프 ZnO 박막의 NBE 발광은 아주 크게 억제되었다. 이것은 Li-도프 ZnO 박막 안에서 비-방사 재조합 센터의 발생에 기인한다. 깊은-준위(deep-level; DL) 발광 또한 모든 Li-도프 ZnO 박막에서 관찰되었다. 이전의 결과에 따르면, 도프 ZnO는 일반적으로 억제된 DL 발광을 보인다. 그러나, Li-도프 ZnO 박막에서의 DL 발광은 억제되지 않았다. PLD에 의하여 증착된 ZnO 박막에서의 DL 발광은 산소 결핍으로부터 유래되어 진다는 것이 보고되어있다. 따라서 이것은 ZnO 박막 내에 Li+ 및 O2-를 도프하는 것은 산소 결핍을 저하시키지 않는다는 것을 의미한다.PL measurements were performed at room temperature to study the luminescence properties of Li-doped ZnO thin films (0.01 at.%). 5 shows the PL spectra of thin films grown at various temperatures using PLD. It can be seen that all thin films exhibit low NBE emission, and the intensity of NBE emission increases with increasing growth temperature. However, the intensity of NBE emission of Li-doped ZnO thin films is much weaker than that of pure ZnO thin films deposited under the same conditions. Although the dope level of Li ions in the ZnO thin film is 0.01 at. Although as small as%, the NBE emission of Li-doped ZnO thin films was greatly suppressed. This is due to the generation of non-radiative recombination centers in Li-doped ZnO thin films. Deep-level (DL) luminescence was also observed in all Li-doped ZnO thin films. According to previous results, dope ZnO generally exhibits suppressed DL luminescence. However, DL light emission in the Li-doped ZnO thin film was not suppressed. It is reported that DL luminescence in ZnO thin films deposited by PLD is derived from oxygen deprivation. This therefore means that doping Li + and O 2- in the ZnO thin film does not reduce oxygen deficiency.

상기와 같이, 본 발명에 따라 Li-도프 ZnO (0.01 at. %) 박막은 PLD 기술을 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에 100 내지 600℃의 다른 온도에서 증착되었으며, 이렇게 박막에 대한 XRD 측정은 모든 박막이 바람직한(002) 배향을 가진다는 것을 알 수 있으며, 또한 (002) 배향의 피크 강도는 온도에 따라 증가되었음을 알 수 있었다. (004)의 새로운 배향은 300℃ 이상의 온도에서 증착된 Li-도프 ZnO 박막에서 관찰되었다. 500℃ 보다 낮은 온도에서 성장한 박막의 입자 사이즈 및 표면 조도는 뚜렷한 변화가 없었으나, 600℃에서 성장한 박막의 입자 사이즈 및 표면 조도는 상당히 증가되었다. 또한 본 발명에 따라 제조된 박막은 가시 영역에서 아주 높은 투과도를 보였고 가파른 흡수 엣지가 관찰되었으며, PL 측정으로 순수 ZnO 박막에 비하여 NBE 발광 강도가 아주 크게 감소되었고 그리고 DL 발광은 뚜렷한 변화가 없다는 것을 알 수 있는데, 이는 비-방사 재조합 센터의 형성이 Li-도프 ZnO 박막에서 NBE 발광을 억제하는 원인이 된 것이다. As above, according to the present invention, a Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin film was deposited on a sapphire (001) substrate at different temperatures of 100 to 600 ° C. using PLD technology, and thus XRD measurement for the thin film It can be seen that all thin films have a preferred (002) orientation, and also the peak intensity of the (002) orientation increased with temperature. A new orientation of (004) was observed in Li-doped ZnO thin films deposited at temperatures above 300 ° C. The particle size and surface roughness of the thin film grown at a temperature lower than 500 ° C. did not change, but the particle size and surface roughness of the thin film grown at 600 ° C. were significantly increased. In addition, the thin film prepared according to the present invention showed a very high transmittance in the visible region and a steep absorption edge was observed, and the PL measurement showed that the NBE emission intensity was greatly reduced compared to the pure ZnO thin film, and that DL emission had no obvious change. This can be attributed to the formation of non-radiative recombination centers that inhibit NBE luminescence in Li-doped ZnO thin films.

도 1은 PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 성장한 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 XRD 패턴이고,1 is an XRD pattern of a Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin film grown at various temperatures on a sapphire (001) substrate using PLD,

도 2는 PLD를 사용하여 사파이어 (0001) 기판 상에서 다양한 온도에서 성장한 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 AFM 이미지이고,2 shows a Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin film grown at various temperatures on a sapphire (0001) substrate using PLD. AFM image,

도 3은 PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 성장한 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 투과도이고,FIG. 3 shows Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin films grown at various temperatures on sapphire (001) substrate using PLD Transmittance,

도 4는 PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 성장한 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 대역 에너지이고,4 shows a Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin film grown at various temperatures on a sapphire (001) substrate using PLD. Band energy,

도 5는 PLD를 사용하여 사파이어 (001) 기판 상에서 다양한 온도에서 성장한 Li-도프 ZnO (0.01 at.%) 박막의 PL 스펙트럼이다.5 is a PL spectrum of a Li-doped ZnO (0.01 at.%) Thin film grown at various temperatures on a sapphire (001) substrate using PLD.

Claims (7)

펄스 레이저 증착 (pulsed laser deposition; PLD) 기술을 사용하여 리튬(Li) 이온을 ZnO 내로 도핑함에 의해 ZnO 박막을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은A method of fabricating a ZnO thin film by doping lithium (Li) ions into ZnO using pulsed laser deposition (PLD) technology, the method comprising 고순도 ZnO 분말 내에 0.001 내지 0.1 at. %의 리튬 도판트를 얻기 위하여 고순도의 리튬 산화물 분말을 볼을 갖는 플라스틱 컨테이너를 사용하여 밀링시스템에서 상기 ZnO 분말과 균일가제 혼합하는 단계;0.001 to 0.1 at. In high purity ZnO powder. Mixing the ZnO powder with a homogeneous agent in a milling system using a plastic container with balls of high purity lithium oxide powder to obtain a lithium dopant of%; 상기 혼합물을 특정 형상으로 단축 프레싱하여 타겟을 얻는 단계;Uniaxially pressing the mixture into a specific shape to obtain a target; 상기에서 얻어진 특정 형상의 타겟을 노(爐) 안에서 일정 온도로 소결하는 단계; 및Sintering a target of a specific shape obtained above at a constant temperature in a furnace; And 엑시머 레이저(excimer laser)의 에너지 밀도를 일정하게 설정하고. 그런 다음 삭마된 물질이 타겟 위에 기판 상으로 특정한 조건 하에서 증착하는 단계로 구성되며,The energy density of the excimer laser is set constant. The ablated material is then deposited onto the substrate under specific conditions on the target, 상기 증착되는 기판 온도를 200 내지 500℃로 하고, 상기 특정한 증착 조건은 레이저의 반복 주파수가 4 내지 6 Hz이고, 백그라운드 O2 압력은 90 내지 110 mTorr임을 특징으로 하는 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막의 제조 방법.Improved structural, electrical and optical properties, characterized in that the deposited substrate temperature is between 200 and 500 ° C., wherein the specific deposition conditions are 4 to 6 Hz repetition frequency of the laser and 90 to 110 mTorr background O 2 pressure. Method for producing a lithium-doped ZnO thin film having a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 증착 시간은 1시간으로 함을 특징으로 하는 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the deposition time is 1 hour. 3. The method of claim 1, wherein the lithium doped ZnO thin film has improved structural, electrical, and optical properties. 청구항 1 또는 6에 기재된 어느 하나의 방법에 의하여 제조된 것임을 특징으로 하는 개선된 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 갖는 리튬-도프 ZnO 박막.A lithium-doped ZnO thin film having improved structural, electrical and optical properties, characterized in that it is prepared by the method of any one of claims 1 or 6.
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