이공학편 : RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 불순물이 첨가된 산화아연 박막의 투명소자 특성 = Study on the optoelectronic poperties of impurity doped ZnO thin film fabricated by RF magnetron sputtering

국문 초록 (Abstract)

RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제작된 박막형 산화물 반도체 ZnO 및 InGaZnO의 광학적 전기적 특성에 대하여 연구한 결과이다. ZnO 및 비정질 InGaZnO 산화물 반도체 물질은 투명전자광학 소자에 박막형 투명활성층 혹은 투명전극으로 그 사용 가능성에 대하여 폭넓게 주목되고 있는바, 본연구에서는 In2O3, Ga2O3 및 ZnO 분자의 구성비가 1:1:1 mol % 로 소결된 세라믹 타겟을 이용하여 플라즈마 가스밀도 등의 공정조건 변화에 따라 제작된 박막 특성을 분석하였다. 광학적 특성으로 가시광선 영역에서 85% 이상의 투과 특성을 보였으며, 비정질 IGZO 박막의 경우 1660 nm 영역에서 적외선을 흡수하는 구조가 형성되는 것을 확인하였다. 전기적 특성으로 In 및 Ga 원자가 ZnO 반도체의 n형 불순물로 작용하여 전자 전기이동도가 10cm2V-1s-1 이상까지 가능한 것으로 나타나 비정질 IGZO 산화물 반도체의 적외선 흡수 센서로의 가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We have studied the optical and electrical properties of ZnO and IGZO thin films fabricated by RF magnetron sputtering method. ZnO thin film and amorphous IGZO (In-Gallium-Zinc-Oxide) thin films are widely usable as a transparent electrode or an active layer of transparent optoelectronic devices. The ZnO ceramic target and In-Ga-Zn-O compound ceramic target furnished by using In2O3, Ga2O3 and ZnO powder with the 1:1:1 mol % ratio was used. The thin films with about 200 nm thickness were deposited on the corning 1737 glass substrate of 30mm×30mm at RF power 50W and at room temperature. The transmittance of all films were above 85% over the visible range. The IGZO films showed a absorption peaks in the UV range and Infrared range around 1660 nm, while ZnO films are transparent in IR range. Both types of thin films can be a transparent electrode or a transparent n-type semiconductor since it has shown the higher electrical mobility than 10 cm2V-1s-1.