RF magnetron sputtering법으로 형성된 ZnO 박막의 RF 파워 및 공정 압력이 미치는 영향

RF magnetron sputtering을 이용하여 RF power 및 공정 압력에 따라 ZnO 박막을 유리기판 위에 제작하고 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 박막 증착 조건의 초기 압력은 $1.0{\times}10^{-6}\;Torr$, 증착온도는 상온으로 고정하였으며 기판은 Corning 1737 유리 기판을 사용하였다. 공정 변수로 RF파워는 25W, 50W, 75W, 100W로 변화시키고, 증착 압력은 20m, 100m, 200m 300mTorr로 변화시켰다. 유리기판 위에 증착된 모든 ZnO 박막에서 (002) 면의 우선배향성이 관찰되었고 RF power가 50 W와 75W 에서 좋은 결정성을 나타내었다. 공정조건별로 제작된 모든 ZnO박막에서 85% 이상의 투과율을 나타내었으며, 증착압력이 증가함에 따라 광학적인 밴드 갭이 증가하였다. Hall 측정 결과 모든 샘플에서 n타입 특성이 확인되으며, 75W와 300mTorr일 때 전기비저항 $3.56\;{\times}\;10^{+1}\;{\Omega}cm$, 전하의 농도 $2.8\;{\times}\;10^{17}cm^{-3}$, 이동도 $0.613\;cm^2V^{-1}s^{-1}$로 반도체 활성층으로 가장 적합한 전기적 특성을 얻었다. RF 파워가 증가하고, 증착압력이 증가할 수록 ZnO 박막 특성이 좋아지는 경향성을 확인하였다.