The DC magnetron sputtering vacuum deposition of indium tin oxide thin film

Indium-tin-oxide (ITO) films show a low electrical resistance and high transmittance in the visible range of an optical spectrum. The transparent electrodes have to get resistivity and sheet resistance less than $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$ and $10^3{\Omega}/sq$ respectively and transmittance over 80% at wavelength of 380nm~780nm. This study establishes DC magnetron sputtering process condition on ITO thin film by measuring electrical and optical properties of the thin film. As results, we obtained $300\;{\mu}{\Omega}cm$ resistivity of ITO films with good transmittance (above 90 %) under 90:10 wt% composition rate of $In_2O_3:SnO_2$. Also, we understood that the ITO thin film by DC magnetron sputtering depends on the deposition condition, especially substrate temperature, and the composition rate of $In_2O_3:SnO_2$ that is one of the most critical parameters was successfully optimized for high qualified transparent electrodes.

ITO 박막의 DC 마그네트론 스퍼터링 진공 증착

현재까지 개발된 투명전극재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기도 잘 통하고 생산성도 좋다. 투명전극은 비저항이 $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$이하, 면저항이 $10^3{\Omega}/sq$이하로 전기전도성이 우수하고 380에서 780nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80%이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 본 연구에서는 스퍼터링 진공 증착 장치를 이용하여 투명 도전막(ITO: Indium Tin Oxide)을 제작하고 제작된 ITO 박막의 광 및 전기 그리고 물성적 특성을 조사하여 최상의 공정 조건을 확립하였다. 본 실험에서는 $In_2O_3:SnO_2$ 의 조성비는 90:10 wt% 인 타겟의 특성이 우수하였고, Ar:$O_2$의 분압비는 100:1 및 42:8의 조건이 적당하였으며, 온도는 $200^{\circ}C$ 가장 우수한 특성을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제작한 박막은 광 투과도가 90% 이상, 비저항이 $300\;{\mu}{\Omega}cm$ 이하의 특성을 갖게되어 이미지센서, 태양전지, 액정 텔레비젼등 빛의 통과와 전도성등 두가지 특성에 동시에 만족 될만한 성능을 가질 수 있음을 확인하였다.