| 초록 |
전자통신기기의 다양화 및 다각화로 인해 유연성 정보표시소자가 광범위하게 응용될 것으로 예상되고 있다. 현용 In2O3:SnO2 (ITO) 계열 전도성 산화물은 취성을 보여 유연성 소자에 적용하는 데 제한이 있을 것으로 판단되며 이에 따라 적절한 대체물질의 개발이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 ITO를 대체할 후보물질 중 하나인 ZnO:Ga (GZO)의 유연성 소자 적용 가능성을 모색하고자 전도성 GZO 박막을 polyethylene naphthalate에 펄스 DC 마그네트론 스퍼터링 (PDCMS)을 적용하여 저온에서 증착하고 그 특성을 분석하였다. 스퍼터링 타깃의 조성을 Ga2O3 5.7 wt%로 고정하고, 박막의 두께는 50 nm와 100 nm, 증착온도는 상온과 100 °C를 적용하였으며 스퍼터링 출력을 0.6, 1.2, 2.4 kW로 변화시켰다. 전기적 특성의 경우 증착온도, 증착두께, 스퍼터링 출력이 높아짐에 따라 향상 됨이 나타났고, 100 °C, 100 nm, 1.2 kW 에서 비저항 1.5 × 10-3 Ω•cm, 이동도 25 cm2/V•s, 운반자 농도 1.6 × 1020/cm3 를 달성하였다. 가시광선 대역의 광투과도는 모든 박막에서 80%의 수준으로 측정 되어 투명전극에 요구되는 조건을 충족하였다. 결정성 측면에서는 ZnO (002) 피크가 박막 두께 100 nm인 경우 상대적으로 높은 세기로 나타나며 증착온도와 스퍼터링 출력에 따라서는 큰 변화가 없어 GZO 박막의 결정성 자체는 두께를 제외한 공정변수 설정에는 크게 좌우되지 않는 것으로 나타나 저온공정에서의 증착임에도 불구하고 박막의결정성 확보가 가능함을 확인하였다. 박막의 미세 조직은100 nm로 증착한 박막의 경우 형상과 조직이 유리기판에 증착 한 박막의 경우와 유사하나 50 nm 두께로 증착한 박막은 상온에서 출력 0.6 kW, 1.2 kW로 증착 한 경우를 제외하면 주상정 조직이 아닌 수직으로 세워진 벽 형상을 나타내고 있다. 이상의 결과를 종합하면 PDCMS 공정에 의해 저온공정에서도 투명전극에 요구되는 특성을 대체로 만족하는 GZO 박막을 유연성 기판 상에 증착할 수 있어 유연성 투명 정보표시 소자에의 적용이 가능할 것으로 기대된다. |
