Nano-structural Characteristics of N-doped ZnO Thin Films

N-doped ZnO thin films with c-axis preferred orientation were prepared on p-Si(100) wafers, using an RF magnetron sputter deposition. For ZnO deposition, $N_2O$ gas was employed as a dopant source and various deposition conditions such as $N_2O$ gas fraction and RF power were applied. The depth pofiles of the nitrogen [N] atoms incorporated into the ZnO thin films were investigated by Auger Electron Spectroscopy(AES) and the nano-scale structural characteristics of the N-doped ZnO thin films were also investigated by a scanning electron microscope (SEM) technique.

N-doped ZnO 박막의 미세 구조 특성

본 연구에서는 C-축 우선 배향 특성을 가지는 N-doped ZnO 박막을 증착하고 그 미세구조의 특성을 분석 비교하였다. ZnO박막은 $N_2O$ 가스 분위기에서 RF reactive magnetron sputtering 시스템을 사용하여 p-Si(100) 웨이퍼 위에 증착되었다. $N_2O$ 가스는 N doping source로 사용되었으며, 전체 가스 유량에 대한 $N_2O$ 가스의 비율 $N_2O/(N_2O+Ar)$과 증착 전력을 증착의 주요 공정 변수로 선택하여 다양한 가스 비율과 증착 전력에 대한 박막의 미세 구조 특성을 비교 분석하였다. 특히, Auger electron spectroscopy (AES)를 이용하여 ZnO 박막 내에 들어가 존재하는 불순물 N의 수직분포를 분석하였고, 여러 가지 증착 조건에서 제작된 ZnO 박막의 표면형상 및 미세구조 특성을 Scanning Electron Microscope (SEM)를 이용하여 분석하였다.