| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | AZO 박막의 두께와 열처리 온도에 따른 전기-광학적 특성 Effects of Thickness and Annealing Temperature on the Electro-optical Properties of AZO Thin Films |
| 초록 | 본 연구에서는 RF 스퍼터링법으로 AZO 박막을 서로 다른 두께로 증착시키고 급속 열처리 조건에 따른 전기ㆍ광학적 성질을 조사하였다. p-Si 기판 위에 AZO 박막을 성장시키기 위해 Ar 분위기에서 RF 출력과 기판 온도를 각각 200 W 와 400 ℃ 로 일정하게 유지하여 100 ~ 500 nm 두께로 증착하였다. 이후 RTA를 이용하여 400 ~ 700 ℃ 의 온도 범위에서 N2 분위기에서 급속 열처리하였다. 박막의 특성을 X선 회절 (XRD), X선 광전자 분광법 (XPS), 홀 효과 그리고 광 루미네센스 (PL)를 측정하여 조사하였다. XRD 분석을 통해 AZO 박막은 기판 표면에 대해 c-축 방향으로 우선 배향되어 성장되었음을 확인하였으며, 두께와 열처리 온도가 증가함에 따라 상대적으로 이온 반경이 작은 Al3+ 이온이 Zn2+ 이온 자리에 치환하여 c-축 길이가 감소하였다. PL 스펙트럼은 3.2 eV 부근에서 UV 영역의 에너지 밴드 갭 부근 발광이 관찰되었고, 두께가 300 nm 이상인 경우 UV 영역과 2.9 eV 부근의 바이올렛 영역으로 피크가 분리되었음을 확인하였으며, 두께가 증가하면서 에너지 밴드갭 부근 발광이 상대적으로 증가하였다. 또한 열처리 온도에 따라 결정성이 향상되어 UV 영역의 피크의 반치폭이 감소하였고, 피크의 위치가 긴 파장으로 이동하였다. XPS 분석에서는 열처리 온도 변화에 따라 Al2p와 Oll 피크 강도가 증가하였다. 두께가 100 nm인 AZO 박막의 전자 농도와 이동도 및 전기 비저항은 각각 6.5 x 1019 cm-3, 8.4 cm-2/Vs 및 1.2 x 10-2 Ω/cm 이었다. 박막의 두께에 따라 전자농도와 이동도는 증가하였고 비저항은 감소하였으며 열처리 온도가 500 ℃ 이상에서는 전기적 특성이 감소되었다. |
| 저자 | 연응범1, 이상익2, 이택영1, 김선태2, 임상철1 |
| 소속 | 1한밭대, 2정보전자부품소재(연) |
| 키워드 | AZO; RF Sputter; RTA; XPS; Hall Effect <BR> |
