| 초록 |
본 연구에서는 레이저 박리 공법 (laser lift-off:LLO)에서 레이저 에너지 흡수 및 박리를 위한 Ga-O-N 기반의 희생층을 RF magnetron sputtering 공법을 이용하여 reactive 분위기에서 비정질 구조로 성막하고 그 박리 특성을 KrF excimer 조사를 통하여 확인하였다. 레이저 박리 공법은 열처리가 필수적인 고품위 소자/박막을 내열성이 우수한 모재 기판에 성막하고 이후 내열성이 취약한 고분자, 종이 기판 등으로 옮김으로써 기판의 온도 제한성을 극복할 수 있는 신개념의 기술이다. 본 실험에서 reactive magnetron sputtering을 이용한 비정질의 GaON 희생층 성막을 위해 Ga2O3 타겟의 인가전류 RF 100W, T-S 거리 130mm, substrate rotation 10rpm/min, Ar/N2 flow ratio = 20 sccm : 5 sccm로 유지한체, 이를 사파이어 기판 상에 1um 두께로 희생층을 성막하였다. Ga/O/N의 비율 조절을 통해 레이저 흡수에 효과적인 희생층을 제작하였고, 이후 600 mJ/cm2의 KrF 엑시머 레이저를 사파이어 기판과 a-GaON 희생층의 계면에 조사하여 레이저 박리 공정을 진행하였다. 이 때 계면에서 흡수된 KrF 레이저는 a-GaON 희생층의 빠른 열분해를 유도하여 금속성의 Ga과 O2, N2 가스를 생성시키고 사파이어 기판으로부터 분리되었다. a-GaON 희생층의 밴드갭은 4.58 eV로써 248 nm (Eg=5.0 eV) 의 파장을 가지는 KrF 엑시머 레이저를 효과적으로 흡수하여 사파이어 모재 기판으로부터 분리되는데, 이는 동일 파장영역에서 레이저 에너지 흡수가 효과적으로 발생함과 동시에 높은 계면 에너지에 의해 분리 시 스트레스가 급격히 감소되었음을 유추할 수 있다. 이로써 플렉시블 기판의 온도 한계를 넘어선 플렉시블 고성능 소자를 구현하기 위한 레이저 박리 공법의 희생층으로써 a-GaON 박막의 가능성을 확인하였다. |
