Ga doping 농도에 따른 ZnGaO 산화물의 투명특성 연구 = A Study on the transparent properties of ZnGaO oxide thin films depend on the Ga doping concentration

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 진공 반응기 속에 두 개의 RF 스퍼터 타깃을 동시에 스퍼터링하는 방식으로 ZnO기반에 Ga이 첨가된 ZnxGa1-xO 박막을 진공 증착하여 제작하였다. ZnO 타깃에 대한 RF 스퍼터링 출력은 200와트로 고정하고, Ga2O3 타깃에 대한 RF 스퍼터링 출력을 30와트에서 100와트까지 변화하면서 박막을 제작하였다. 제작된 박막은 모두 34.4도 부근의 (002) 우선방위를 갖는 ZnO 기반의 결정성을 보였으며, EDAX 실험결과로부터 추정된 결과 Ga의 원자구성비가 7% 이상 경우 결정성이 급격히 소멸되는 결과를 보였다. 또한 광학적으로 에너지 밴드갭이 3.3 eV에서 3.5 eV 정도로 증가하여 가시광선에 대한 투과도는 88% 수준이었으나, 비저항은 0.05 Ω-cm 수준으로 급격히 증가하는 산화물 반도체로서 전기적 특성이 떨어지는 경향을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We have studied the transparent properties of Ga doped ZnO compound oxide semiconductor by fabricating ZGO thin films using co-sputtering system. The power for sputtering ZnO target was fixed at 200 watt while those for Ga2O3 target chaeged from 30 watt to 100 watt. The structure of ZGO films showed (002) prefer - orientated crystalline based on ZnO bonds. The ionic bonding structure of ZnGaO with the s orbital superposed among the neighbor atoms develops the origin of high mobility and high energy band gap around 3.4 eV. As the gallium contents increase over 7%, the resistivity rapidly reduced about 0.05 ohm-cm. However, the films were transparent with 88% of visible light passing through the films. This report focused on the correlation effect about the gallium impurity concentration causing electrical characteristics changing from a transparent insulator to a transparent metallic thin films.