Growth of Thin Film Phosphors by RF Magnetron Sputtering

Thin-film $ZnGa_2O_4 : Mn^{2+}$ phosphors of spinel structure were grown on quartz substrate by RF magnetron sputtering method at room temperature. As an increase of post-annealing temperatures, crystallinity, surface roughness and stoichiometry of thin films were varied. At the post-annealing temperatures of $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$, the luminescence intensity was poor due to the poor crystallinity. The smallest surface roughness was observed at the sample post-annealed at $700^{\circ}C$ leading to low external extraction efficiency, and poor luminescence intensity. The highest luminescence intensity was shown at the sample post-annealed at $800^{\circ}C$. It was because both the surface roughness and crystallnity were optimized. On the other hand, at $900^{\circ}C$, the luminescence intensity was poor due to the violation of stoichiometry.

박막 형광체 의 RF Magnetron Sputtering법을 이용한 생장

RF magnetron sputtering 법을 이용하여 quartz 기판 위에 spinel 구조의 $ZnGa_2O_4 : Mn^{2+}$ 박막 형광체를 상온에서 증착 하였다. 후 열처리 온도에 따라 박막의 결정성, 표면 거칠기와 조성비가 변하였으며 이는 박막 형광체의 발광특성에 영향을 주었다. 후 열처리 온도가 $500^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$로 올라감에 따라 후 열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 일 때 가장 낮은 수치의 표면 거칠기를 보였고 이로 인한 낮은 외부 양자 효율로 인하여 발광특성이 좋지 않았다. 후 열처리 온도가 $800^{\circ}C$ 일 때 결정화 정도가 좋았으며 적당한 표면 거칠기와 화학적 조성비로 인해 최적의 발광특성을 보였다. 반면 후 열처리 온도가 $900^{\circ}C$ 일 때 결정성은 가장 좋았으나 Zn의 높은 증기압으로 인한 화학적 조성비의 깨짐으로 발광특성이 좋지 못하였다.