PLD 법으로 3 wt.% Al이 도핑된 ZnO 타겟을 이용하여 corning 1737 기판위에 200 mTorr의 고정된 산소 분압에서 기판온도 ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$)에 따른 AZO박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 모든 박막들은 c 축 배향되었으며, 오직 (002) 회절 피크만 관찰되었다. $250^{\circ}C$에서 제작한 AZO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성을 보였으며, 이때의 반가폭 값은 $0.44^{\circ}$ 였다. 모든 박막이 가시광 영역에서 85 % 이상의 투과율을 보였으며, Burstein-Moss 효과가 관찰되었다. 전기적 특성은 $250^{\circ}C$에서 제작한 박막에서 가장 우수한 캐리어 농도 ($3.48{\times}10^{20}cm^{-3}$)와 비저항 ($1.65{\times}10^{-2}{\Omega}cm$) 값을 나타냈다.
PLD 법으로 3 wt.% Al이 도핑된 ZnO 타겟을 이용하여 corning 1737 기판위에 200 mTorr의 고정된 산소 분압에서 기판온도 ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$)에 따른 AZO 박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 모든 박막들은 c 축 배향되었으며, 오직 (002) 회절 피크만 관찰되었다. $250^{\circ}C$에서 제작한 AZO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성을 보였으며, 이때의 반가폭 값은 $0.44^{\circ}$ 였다. 모든 박막이 가시광 영역에서 85 % 이상의 투과율을 보였으며, Burstein-Moss 효과가 관찰되었다. 전기적 특성은 $250^{\circ}C$에서 제작한 박막에서 가장 우수한 캐리어 농도 ($3.48{\times}10^{20}cm^{-3}$)와 비저항 ($1.65{\times}10^{-2}{\Omega}cm$) 값을 나타냈다.
The 3wt.% Al-doped zinc oxide (AZO) thin films were fabricated on Coming 1737 substrates at a fixed oxygen pressure of 200 mTorr with various substrate temperatures ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$) by using pulsed laser deposition in order to investigate the microstructure, optical, and elec...
The 3wt.% Al-doped zinc oxide (AZO) thin films were fabricated on Coming 1737 substrates at a fixed oxygen pressure of 200 mTorr with various substrate temperatures ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$) by using pulsed laser deposition in order to investigate the microstructure, optical, and electrical properties of AZO thin films. All thin films were shown to be c-axis oriented, exhibiting only a (002) diffraction peak. The AZO thin film, fabricated at 200 mTorr and $250^{\circ}C$, showed the highest (002) orientation and the full width at half maximum (FWHM) of the (002) diffraction peak was $0.44^{\circ}$. The optical transmittance in the visible region was higher than 85 %. The Burstein-Moss effect, which shifts to a high photon energy, was observed. The electrical property indicated that the highest carrier concentration ($3.48{\times}10^{20}cm^{-3}$) and the lowest resistivity ($1.65{\times}10^{-2}{\Omega}cm$) were obtained in the AZO thin film fabricated at 200 mTorr and $250^{\circ}C$.
The 3wt.% Al-doped zinc oxide (AZO) thin films were fabricated on Coming 1737 substrates at a fixed oxygen pressure of 200 mTorr with various substrate temperatures ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$) by using pulsed laser deposition in order to investigate the microstructure, optical, and electrical properties of AZO thin films. All thin films were shown to be c-axis oriented, exhibiting only a (002) diffraction peak. The AZO thin film, fabricated at 200 mTorr and $250^{\circ}C$, showed the highest (002) orientation and the full width at half maximum (FWHM) of the (002) diffraction peak was $0.44^{\circ}$. The optical transmittance in the visible region was higher than 85 %. The Burstein-Moss effect, which shifts to a high photon energy, was observed. The electrical property indicated that the highest carrier concentration ($3.48{\times}10^{20}cm^{-3}$) and the lowest resistivity ($1.65{\times}10^{-2}{\Omega}cm$) were obtained in the AZO thin film fabricated at 200 mTorr and $250^{\circ}C$.
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문제 정의
제작하였다. AZO 박막 증착시 100 ℃ 에서 250 ℃ 로 기 판 온도를 변화 시 켰고 이에 따른 박막의 구조적 특성과 광학적 및 전기적 특성을 조사하여 투명 전도막으로의 응용 가능성을 연구하였다.
본 연구에서 는 pld 법 으로 제 작한 AZO 박막의 우수한 광학적 및 전기적 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이를 통해, AZO 박막이 투명 전도막으로 매우 유용하게 사용될 수 있으며, 디스플레이에 적용 가능할 것이다.
본 연구에서는 PLD 방법으로 coming 1737 기판위에기판온도에 따른 AZO박막을 제작하여 구조적, 광학적, 전기 적 특성을 조사하였다. XRD 결과를 통해, 250 ℃ 에서 제작한 AZO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성 을 보였으며, 이때의 반가폭 값은 0.
제안 방법
AZO 박막의 결정성 및 우선 배향성을 조사하기 위 해 X-ray Diffractrometer (XRD, Philips, PW 3020) 를 이 용하였 고, Scanning Electron Microscope (SEM, Hitach S-4200) 으로 박막의 표면 상태를 조사하였다. AZO 박막의 광학적 특성 은 UV-vis spectrometer (Varian, Cary-500) 을 사용하여 조사하였다.
박막의 표면 상태를 조사하였다. AZO 박막의 광학적 특성 은 UV-vis spectrometer (Varian, Cary-500) 을 사용하여 조사하였다. 전기적 특성은 Van der Pauw 법을 이용한 Hall effect measurement (Accent, HL5500PC) 로 조사하였다.
타겟과 기판간의 거 리는 70 mm 로 유지 하였다. 본 실험에서 는 고정 된 200 mTorr 산소 분압에서 기 판 온도를 100 ℃ 에서 250 ℃ 까지 변화 시 켜 가며 AZO 박막을 제 작하였다.
본 연구에서는 AZO 박막을 coming 1737 기판 위에 200 mTorr 의 고정 된 산소 분압에서 3 wt% 의 A1 이 도핑된 ZnO 박막을 펄스 레이저 법을 이용하여 제작하였다. AZO 박막 증착시 100 ℃ 에서 250 ℃ 로 기 판 온도를 변화 시 켰고 이에 따른 박막의 구조적 특성과 광학적 및 전기적 특성을 조사하여 투명 전도막으로의 응용 가능성을 연구하였다.
펄스 레이저 법을 사용하여 coming 1737 기판에 AZO 박막을 증착하였다. 펄스 레이저 시스템에서 챔버 안의초기 진공은5 X lO&Ibrr까지 형성하였으며, AZO타겟 (97 wt.
대상 데이터
% A12O3) 은 지름 1 인礼 두께 1/8 인치 를 갖는 타겟을 사용하였다. 레 이 저 원으로는 248 nm 파장을 갖는 KrF 엑 시 머 레 이 저 (Lamda Physics, Compex 205) 를 사용하였으며, 레이저 에너지 밀도는 ZOJ/cnf 이었다. 레이저가 타겟의 새로운 면에 조사되도록 하기 위하여 타겟을 회 전시켰다.
증착하였다. 펄스 레이저 시스템에서 챔버 안의초기 진공은5 X lO&Ibrr까지 형성하였으며, AZO타겟 (97 wt.% ZnO + 3 wt.% A12O3) 은 지름 1 인礼 두께 1/8 인치 를 갖는 타겟을 사용하였다. 레 이 저 원으로는 248 nm 파장을 갖는 KrF 엑 시 머 레 이 저 (Lamda Physics, Compex 205) 를 사용하였으며, 레이저 에너지 밀도는 ZOJ/cnf 이었다.
이론/모형
결정 립의 크기는 Scherrer의 식을 이용하여 계산하였다.
AZO 박막의 광학적 특성 은 UV-vis spectrometer (Varian, Cary-500) 을 사용하여 조사하였다. 전기적 특성은 Van der Pauw 법을 이용한 Hall effect measurement (Accent, HL5500PC) 로 조사하였다.
성능/효과
적 특성을 조사하였다. XRD 결과를 통해, 250 ℃ 에서 제작한 AZO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성 을 보였으며, 이때의 반가폭 값은 0.44° 이었다. 모든 AZO 박막에서 약 85 % 이상의 투과도를 보였으며, 온도가 증가할수록Burstein-Moss 효과에 의해 에너지 밴드 갭이 넓어 지는 것을 확인할 수 있었다.
그림 2는 고정된 200mTorr 의 산소 분압에서 기판 온도에 따라 증착한 AZO 박막의 SEM 사진을 나타낸 것 이다. 기판 온도가 100 ℃ 에서 250 ℃ 로 증가할수록 결정 립들 간의 경 계가 명확해지고, Scherrer 의 식을 이용해서예측한 결과대로 결정 립들의 크기도 또한 커지는 것을확인할 수 있다.
44° 이었다. 모든 AZO 박막에서 약 85 % 이상의 투과도를 보였으며, 온도가 증가할수록Burstein-Moss 효과에 의해 에너지 밴드 갭이 넓어 지는 것을 확인할 수 있었다. 전기 적 특성을 조사한 결과, 250 ℃ 에서 제 작한 AZO 박막에서 가장 우수한 캐리어 농도 (3.
모든 박막들은 결정 성 장이 기판과 수직 인 방향으로 성장했음을 의미 하는 (002) 피크만이 관찰되 었고 금속 성분의 Zn 나 A1 특성 피크는 관찰되지 않았다. 100 ℃ 에 서 제 작한 AZO 박막은 상대 적 으로 낮은 (002) 회 절 피크를 나타내었으나, 250 ℃ 까지 기판온도가 상승함에 따라(002) 회절 피크는 증가하였다.
모든 AZO 박막에서 약 85 % 이상의 투과도를 보였으며, 온도가 증가할수록Burstein-Moss 효과에 의해 에너지 밴드 갭이 넓어 지는 것을 확인할 수 있었다. 전기 적 특성을 조사한 결과, 250 ℃ 에서 제 작한 AZO 박막에서 가장 우수한 캐리어 농도 (3.48 X IO20 cm3) 와 비 저 항 (1.65 乂 1(『 Qcm) 값을나타내었다
후속연구
이를 통해, AZO 박막이 투명 전도막으로 매우 유용하게 사용될 수 있으며, 디스플레이에 적용 가능할 것이다.
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