학회 | 한국재료학회 |
학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
권호 | 20권 1호 |
발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
제목 | The electrical and optical properties of RF sputtered AZO thin films and their improved characterization by post annealing |
초록 | ZnO는 ITO에 비해 가격 면에서 우수하고 가시광 영역에서 높은 광 투과율을 나타내며 공정조건에 따라 비저항의 범위 조절이 용이하다. 하지만 상온에서 성장시킨 ZnO 박막은 충분한 결정화가 이루어지지 않아 고온에서 성장한 박막보다 상대적으로 높은 저항값을 나타낸다. ZnO의 비저항을 조절하는 방법으로 열처리를 통해 박막의 화학양론을 제어함으로서 원하는 비저항을 얻을 수 있다. 태양전지 제조의 경우 높은 온도 속에서 공정이 진행되는데 증착 온도가 증가함에 따라 발생되는 박막의 산화 반응 촉진으로 인해 전기적 특성이 저하될 수 있어 최적의 열처리 온도 조건이 필요하다. 본 연구에서 AZO 박막은 RF magnetron sputter를 이용하여 약 400nm의 두께로 증착하였고 타겟은 98[wt%]의 ZnO에 2[wt%]의 Al2O3로 도핑된 것을 사용하였다. 이때 RF Power는 200W, Ar 공정 압력은 1mTorr로 설정하였다. 또한 상온에서 제작된 박막에 대해 5분 동안 후열처리 공정을 실행한 AZO 박막의 특성을 알아보고자 RTP(Rapid Thermal Process)를 이용하여 300℃에서 600℃까지 온도를 달리하여 Post annealing을 실시하였다. 이에 따른 전기적, 광학적 특성을 분석하기 위해 Hall measurement와 XRD, SEM, UV-Vis spectroscopy를 사용하였다. E2K glass에 증착된 AZO 샘플을 RTP 열처리 후 투과율을 측정한 결과 가시광 영역에서 90%이상을 나타내었다. 열처리에 의한 AZO박막의 특성분석 결과 400도에서 가장 좋은 전기적 특성이 나타났다. 캐리어농도는 6.41x1020#/cm3에서 8.40x1020 #/cm3으로 증가하였고 비저항 8.87x10-4 ohm˙cm에서 3.34x10-4ohm˙cm로 감소하였다. 향후 roll to roll 과 같은 연속 공정에서 열처리에 의한 AZO 박막의 결정화를 통해 전기적·광학적 특성향상에 효과적일 것이라 판단된다. |
저자 | 천재하, 이재형 |
소속 | 성균관대 |
키워드 | RF Sputtering; TCO; AZO(Al-doped ZnO); Post Annealing; RTP(Rapid thermal process) |