표제지
목차
국문초록
1. 서론 11
2. 이론적 배경 13
2.1. ZnO의 일반 물성 13
2.1.1. ZnO의 결정구조 13
2.1.2. ZnO 전기적 특성 14
2.1.3. ZnO 박막의 광학적 성질 16
2.2. 투명 전도성 산화물(TCO)박막 18
2.3. 박막의 형성 이론 20
2.3.1. 박막의 형성 20
2.3.2. 박막 증착의 종류 및 방법 25
2.3.3. 스퍼터링 25
2.3.4. 스퍼터 율(Sputter Yield) 27
2.3.5. Magnetron 스퍼터링 28
2.3.6. 대향 타겟식 스퍼터링(Facing targetsputtering) 29
2.3.7. 반응성 스퍼터링 32
3. 실험 방법 33
3.1. 타겟의 제작 33
3.2. 스퍼터링 장치 35
3.2.1. 기판 준비 36
3.2.2. 증착 방법 36
3.2.3. 투입전력에 따른 증착 조건 36
3.2.4. 산소유량비에 따른 증착 조건 38
3.3. 제작된 박막 및 소자의 특성 평가 39
3.3.1. 전기적 특성 평가 39
3.3.2. 광학적 특성 평가 40
3.3.3. 결정학적 특성 평가 40
3.3.4. 구조적 특성 평가 40
4. 결과 및 고찰 43
4.1. 제작된 타겟 Bulk의 특성 평가 43
4.1.1. 소결된 GZO타겟 물질의 분석 43
4.2. 제작된 GZO박막의 특성 평가 47
4.2.1. GZO박막의 전력별 증착률 47
4.2.2. 투입전력 변화에 따른 GZO 박막의 특성 48
4.2.3. 산소유량비의 변화에 따른 GZO 박막의 특성 56
5. 결론 61
참고문헌 63
Abstract 67
Table 1. 투입전력 조건에 따른 GZO박막의 증착 조건 37
Table 2. 산소유량비 조건에 따른 GZO박막의 증착 조건 38
Figure 2.1. 육방형 ZnO의 결정구조 14
Figure 2.2. ZnO의 광학적 밴드갭 에너지 14
Figure 2.3. FTS를 이용하여 제작한 ZnO 박막의 투과율 스펙트럼 17
Figure 2.4. 박막의 형성과정 20
Figure 2.5. 박막의 성장 모드 21
Figure 2.6. 박막의 성장 모드 22
Figure 2.7. Movchan& Demchishin과 Thornton의 박막의 zone구조 23
Figure 2.8. 일반적인 magnetron sputtering방식의 모식도 28
Figure 2.9. 타겟 표면에서 γ-전자의 왕복회전운동 29
Figure 2.10. 대향 타겟식 스퍼터링 장치 30
Figure 3.1. 스퍼터용 타겟제작과정 및 사용 장비 35
Figure 4.1. 각 소결온도으로 제작된 타겟에서 채취된 입자의 SEM image 44
Figure 4.2. 소결과정에서 드라이빙포스에 의해 일반적으로 일어나는 현상 45
Figure 4.3. 소결조건에 따라 제작된 GZO타겟 입자의 HD-XRD image 46
Figure 4.4. 제작된 GZO 타겟의 평균 증착율 47
Figure 4.5. 소결온도에 따른 GZO박막의 XRD패턴 49
Figure 4.6. 소결온도 조건에 따라 제작된 GZO박막의 SEM image 49
Figure 4.7. 타겟소결온도에 따른 GZO박막의 AFM image 50
Figure 4.8. 700℃ 소결조건 타겟으로 제작된 GZO박막의 투입전력에 따른 전기적 특성 52
Figure 4.9. 800℃ 소결조건 타겟으로 제작된 GZO박막의 투입전력에 따른 전기적 특성 53
Figure 4.10. 700℃ 소결조건 타겟으로 제작된 GZO박막의 투입전력에 따른 광학적 특성 54
Figure 4.11. 800℃ 소결조건 타겟으로 제작된 GZO박막의 투입전력에 따른 광학적 특성 55
Figure 4.12. 산소유량비 조건에 따라 증착된 GZO박막의 XRD패턴 56
Figure 4.13. 산소유량비 조건에 따라 제작된 박막의 SEM image 57
Figure 4.14. GZO박막의 산소유입량에 따른 전기적 특성 변화 58
Figure 4.15. 소결조건 타겟으로 제작된 GZO박막의 투입전력에 따른 광학적 특성 60