Effects of Crystallinity and Stoichiometry on the Mobility of InSb Thin Films

$InSb$ films were fabricated by DC magnetron sputtering and the effects of deposition temperature, heat treatment, passivation from evaporation and multi-layered structure were investigated. Electron mobility and electron concentration were linearly increased with deposition temperature for as-deposited specimens. It was found that the mobilities depend on the grain size rather than the stoichiometry for the samples with very low mobilities. The mobilities largely increased for the specimens with evaporation passivation compared with those without passivation layer. The mobility also increased with the amount of indium deposition in the multi-layer structured $InSb$ films. It was found that the mobility increments in both cases are due to the matching of the stoichiometry in $InSb$ films. For the heat treated and passivated specimens, the mobilities increased with annealing time and the maximum mobility was measured as 1612 $cm^2$/Vs.

InSb 박막의 결정성 및 화학양론이 이동도에 미치는 영향

DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 $InSb$ 박막을 증착하고 증착온도, 후속 열처리, 증발 차폐막 및 적층구조의 영향을 조사 하였다. 증착직후의 $InSb$ 시편에서 증착온도의 증가와 더불어 이동도와 전자농도 모두 거의 선형적으로 증가 하였으며 이동도가 극히 낮은 영역에서의 이동도는 화학양론비보다도 결정립의 크기에 직접적으로 영향을 받는 것으로 확인 되었다. 차폐막이 없는 경우에 비하여 차폐막을 형성시킨 경우 이동도가 크게 증가 하였으며, 또한 적층구조 시편의 경우 $In$의 증착량 증가와 더불어 이동도가 증가 하였다. 이는 두 경우 모두 박막내의 $In$과 $Sb$의 화학양론비가 점차 정량에 가까워지기 때문인 것으로 판단된다. 차폐막을 형성시키고 열처리한 시편의 경우 열처리 시간이 길어질수록 박막의 이동도는 증가하고 있으며 박막의 최대 이동도값은 1612 $cm^2$/Vs로 측정 되었다.