Abstract
The stabilities of ITO, AZO, and SZO have been studied in hydrogen plasma. We used the ITO films produced from Corning LTD, and AZO, SZO films made by rf magnetron sputtering methods. These films were loaded in PECVD chamber and exposed to hydrogen plasma. For ITO, the optical transmittance was decreased as sample surface temperature and exposure time were increased during hydrogen plasma treatment. The transmittance of ITO dropped to 10~20% and its conductivity disappeared completely after exposing to hydrogen plasma for 30 minutes at $300^{\circ}C$. For AZO and SZO, there was no optical loss but the optical gap was widened due to the hydrogen incorporation into the film, indicating Burstein-Moss effect. Also the surface morphology of AZO and SZO was stable in hydrogen ambient but ITO showed rough surface due to the reduction of metal elements.
ITO, AZO, SZO 투명전도박막의 수소 플라즈마에 대한 안정성에 관하여 연구하였 다. ITO는 Corning 사의 제품을 사용하였고, AZO와 SZO는 rf magnetron sputtering 방법 으로 증착한 것을 이용하였다. 이 세가지 투명전도박막을 PECVD 챔버 내에 장착한 다음, 수소 플라즈마에 노출시켰다. 이 때 ITO 박막의 광투과도는 시편 표면의 온도와 시간이 증 가할수록 감소하였는데 특히 $300^{\circ}C$에서 30분간 노출시켰을 때 10~20%정도의 광투과도를 나타내었으며, 박막의 전도성을 완전히 잃어 버렸다. 반면 AZO와 SZO의 경우, 수소 플라즈 마 노출 온도와 시간에 대해 전반적으로 광투과도 손실이 나타나지 않았다. 하지만 박막내 수소의 유입으로 인하여 흡수대가 단파장 쪽으로 이동하는 'Burstein-Moss'효과가 나타났 다. 또한 표면구조에서도 AZO와 SZO가 수소 플라즈마 노출에 대해 안정성을 보인 반면 ITO의 표면은 indium과 tin의 금속입자로의 환원으로 인해 매우 거칠어짐을 보였다.
