| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | 열처리에 따른 AZO 스퍼터링 박막의 전기적 및 광학적 특성 향상 |
| 초록 | 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide)이라 불리는 TCO박막은 Display를 비롯하여 스마트폰, 태양전지 등 다양하게 쓰이고 있다. 투명전극으로 가장 잘 알려져 있는 ITO의 경우에는 최근 원재료인 인듐의 가격이 상승하고 디스플레이 공정시 400℃ 정도의 높은 온도와 플라즈마 분위기에서 장시간 노출시 인듐의 확산으로 인한 전기적·광학적 특성 저하가 문제점으로 나타나고 있다. 따라서 이를 대체할 물질로 ZnO에 대한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 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 400℃의 높은 온도 속에서 공정이 진행되는데 투명전도막의 후열처리와 같은 효과를 줄 수 있다. 그러나 증착 온도가 증가함에 따라 발생되는 박막의 산화 반응 촉진으로 인해 전기적 특성이 저하될 수 있어 최적의 증착 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 기판온도를 변수로 100℃에서 600℃까지 100℃ 간격으로 증가시켜 증착하였고 RF Power는 200W, Ar 공정 압력은 1mTorr로 설정하였다. 또한 상온에서 제작된 박막에 대해 후열처리 공정을 실행한 AZO 박막의 특성을 알아보고자 RTP(Rapid Thermal Process)를 이용하여 100℃에서 600℃까지 온도를 달리하여 Post annealing을 실시하였다. 이에 따른 전기적, 광학적 특성을 분석하기 위해 Hall measurement와 XRD, SEM, AFM, UV-Vis spectroscopy를 사용하였다. 향후 roll to roll 과 같은 연속 공정에서 열처리에 의한 AZO 박막의 결정화를 통해 공정시간을 단축하고 전기적·광학적 특성향상에 효과적일 것이라 판단된다. |
| 저자 | 천재하1, 이재형2, 정채환1 |
| 소속 | 1한국생산기술(연), 2성균관대 |
| 키워드 | RF Sputtering; TCO; AZO(Al-doped ZnO); Post Annealing; RTP |
