The electrical properties and microstructure of ITO films deposited by ion beam sputtering

이온빔 스퍼터링 증착 ITO 박막의 미세 구조와 전기적 특성

Better electrical and optical properties of ITO thin films were demanded for the window layer of CdS/CdTe solar cells. To match that demand, an ion beam sputtering system was used for the deposition of ITO thin films. The substrate temperature and ion beam energy were controlled to deposit high quality ITO thin films in two cases of Ar ion sputtering and Ar+$O_2$ ion sputtering. The microstructure changed from domain structure in ITO deposited by Ar ions to grain structure in ITO deposited by Ar+$O_2$ ions. The lowest resistivity of ITO films was $1.5\times10^{-4}{\Omega}cm$ at $100^{\circ}C$ substrate temperature in case of Ar ions sputtering. Transmittance in the visible range was over 80% above $100^{\circ}C$ substrate temperature.

이온빔 스퍼터링을 이용하여 Indium tin oxide (ITO)박막을 증착하였다. Ar 가스만을 이용하여 플라즈마를 형성한 경우와 $O_2$를 첨가한 경우에 대해 기판온도를 상온에서 $200^{\circ}C$까지 증가시키면서 온도의 영향을 관찰하였으며 이온빔 에너지의 변화가 박막의 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. Ar 이온만으로 증착한 ITO 박막은 domain 구조를 보였으며 Ar+$O_2$ 이온으로 증착한 경우 grain 구조를 나타내었다. Ar 이온만으로 증착된 ITO박막의 전기 비저항의 최소값은 $100^{\circ}C$ 기판온도에서 $1.5\times10^{-4}{\Omega}cm$ 값을 보였으며 산소 첨가의 경우에는 $150^{\circ}C$에서 $4.3\times10^{-4}{\Omega}cm$이었다. 모든 박막이 $100^{\circ}C$이상의 기판 온도에서 가시광 영역에서의 투과도는 80%이상의 값을 보였다.