ZIO 박막은 RF/DC 동시인가 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 기판 가열 없이 상온에서 non-alkali 유리 기판 위에 증착하였다. RF/(DC+RF) 비율은 0%에서 100%까지 25% 비율로 증가시키면서 전체 파워는 80W로 유지하였다. 100%의 RF/(DC+RF) 비율에 의해 증착된 ZIO 박막에서 $1.28{\times}10^{-3}{\Omega}cm$의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, 이것은 캐리어 농도의 증가에 기인되어진다고 생각된다. 한편, 결정성은 50%의 RF/(DC+RF) 비율로 증착된 ZIO 박막에서 가장 우수하였다.
고 해상도를 요구하는 차세대 디스플레이에서 ITO 박막은 매우 얇은 두께에서 높은 투과율과 고 전도성을 동시에 가져야 한다. 이러한 박막 물성을 함께 가지는 고품질 ITO 초박막을 제조하기 위해서 DC와 RF의 장점을 동시에 가지는 DC/RF 중첩형 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 다양한 $SnO_2$ 함량을 가진 ITO 초박막(~50 nm)을 증착하여 물성 및 미세 구조 변화를 관찰 하였다. 또한, 상온과 결정화 온도 이상에서 증착한 ITO 초박막의 $SnO_2$ 함량에 따른 박막의 전기적, 광학적 거동 및 미세구조의 변화를 확인하는 동시에, RF/(DC+RF) 중첩 비율에 따른 ITO 초박막의 물성 변화를 확인 하였다.
RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 ZnO 박 막을 실리콘 기판과 Corning 7059유리 기판위에 증착시켜 증착변수에 따른 ZnO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 1 전력을 증가시킴에 따라 c축 배향성이 뛰어난 ZnO 박막을 얻을 수 있었으며, 2가 34.4인 피크의 X·ray rocking curve표준 편차 값은 6.8-7.2˚사이에 있었다. 유리 기판위에 증착된 ZnO 박막은 가시광선 영역에서 실험조건에 관계없이 80% 이상의 높은 투광도를 갖고 있었다. ZnO박막의 비저항 값은 증착 변수인 rf전력과 Ar압력에 의해 심한 영향을 받고 있었으며 3×102-2×109 Ω·cm의 비저항 영역을 갖고 있었다.
Indium tin oxide (ITO), Indium zinc oxide (IZO) 박막은 DC 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여 유리기판 위에 증착되었으며, Indium-zinc-tin oxide (IZTO) 박막은 두 개의 캐소드(DC, RF)를 사용한 마그네트론 이원동시방전 시스템에 의해 증착되었다. 모든 박막은 상온 증착 후 $200^{\circ}C$에서 후열처리 되었으며, IZO에 Sn이 소량 첨가됨에 따라 IZO보다 더 낮은 비저항을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
II-V 족 화합물 반도체인 황화카드뮴(CdS)은 상온에서 2.42 eV의 밴드갭을 갖는 직접 천이형 물질로서 CdTe 또는 $CuInSe_2$와 같은 박막형 태양전지의 투과층(window layer)으로 널리 사용되고 있다. CdS 박막은 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 화학용액증착법(chemical bath deposition), 열분해법(spray pyrolysis), 스퍼터링법(sputtering) 등으로 제작되고 있다. 이 중 스퍼터링법의 경우, 다른 증착법에 비해 조작이 간단하고 넓은 면적에서 균일한 박막을 증착할 수 있을 뿐만 아니라, 박막두께 조절이 용이하다. 따라서 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 증착된 CdS 박막의 기판온도 및 열처리 온도변화에 따른 구조적 및 광학적 특성을 조사하였다. 기판은 RCA 기법으로 세정된 Corning Eagle 2000 유리 기판을 사용하였다. 박막 공정은 초기 진공 $1{\times}10^{-6}Torr$ 상태에서 20 sccm의 Ar 가스를 주입하고 100 W의 RF 파워, 7 mTorr의 공정 압력에서 기판 온도를 $200^{\circ}C$부터 $500^{\circ}C$까지 변화시키면서 수행하였다. 증착된 CdS 박막은 질소 분위기의 가열로(furnace)를 이용해 $300-500^{\circ}C$ 온도에서 30분간 열처리되었다. 시료들의 표면 형상은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 400-1,000 nm 파장영역에서의 투과율을 측정하였다. 그리고 X-선 회절분석(X-Ray Diffraction)으로 결정구조를 조사하고 결정립 크기를 산출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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