| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
| 제목 | ZnO 박막의 RTA 온도와 시간에 따른 전기·광학적 특성 |
| 초록 | ZnO는 II-VI족 자외선 발광소자, 압전소자 등의 소재로 사용되고 있다. 그러나 소자의 제작과정에 수반되는 열처리 과정에 의해 ZnO의 성질이 변화되어 소자의 특성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 RF 스퍼터링법으로 사파이어(c-Al2O3) 기판 위에 ZnO 박막을 증착시킨 후 급속열처리(RTA) 온도와 시간에 따른 구조적 특성과 전기적·광학적 성질의 변화를 조사하였다. 면적이 10 mm x 10 mm인 사파이어 기판을 RF 스퍼터링 장치에 장착하고 2.0 x 10-6 torr 까지 진공을 배기한 후, Ar 가스를 30 sccm으로 공급하여 공정압력을 3.0 x 10-2 torr로 유지하면서 ZnO를 300 nm 두께로 성장시켰다. 성장된 ZnO 박막은 RTA 장치를 이용하여 300~600 ℃와 1~5 분의 범위에서 급속 열처리하였다. 열처리된 박막의 특성은 XRD, ellipsometer, PL 및 Hall효과 측정 장치를 이용하여 평가하였다. RF 스퍼터링법으로 사파이어 기판 위에 성장시킨 ZnO는 (002) 방향으로 성장되었다. 열처리 온도에 따라 (002)면의 회절선 반치폭은 감소하는 경향을 보였으며, 400 ℃ 보다 높은 온도에서는 증가하였다. 또한 엘립소미터를 이용하여 측정된 에너지 밴드갭의 크기도 비슷한 경향을 보였다. 즉 에너지 밴드갭은 400 ℃에서 3.168 eV의 최소 값을 보인 후 증가하였다. 한편, 전자이동도는 열처리 온도에 따라 400 ℃에서 347.9 cm2/Vs까지 증가한 후 감소하였다. 열처리 시간에 따라 (002)면의 회절선 반치폭은 감소하는 경향을 보였으며, 3분보다 높은 시간에서는 증가하였다. 또, 엘립소미터를 이용하여 측정된 밴드갭의 크기도 비슷한 경향을 보였다. 에너지 밴드갭은 3분에서 3.177 eV의 최소 값을 보인 후 증가하였다. 한편 전자 이동도는 열처리 시간에 따라 3분에서 310.1 cm2/Vs까지 증가한 후 감소하였다. |
| 저자 | 송호선1, 양준재2, 최재린1, 신지현2, 변창섭1, 김선태2 |
| 소속 | 1한밭대, 2정보전자부품소재(연) |
| 키워드 | ZnO; RF sputter; RTA; Ellipsometer; PL |
