[논문]Ag 성막위치에 따른 ZTO/폴리카보네이트 필름의 특성 변화

송영환; 엄태영; 천주용; 차병철; 최동혁; 손동일; 김대일

doi:10.12656/jksht.2017.30.3.113

Ag 성막위치에 따른 ZTO/폴리카보네이트 필름의 특성 변화
Influence of Ag Film Position on the Properties of ZTO/Poly-carbonate Thin Films 원문보기

열처리공학회지 = Journal of the Korean society for heat treatment, v.30 no.3, 2017년, pp.113 - 116

송영환 (울산대학교 첨단소재공학부) , 엄태영 (울산대학교 첨단소재공학부) , 천주용 (한국생산기술연구원 울산지역본부) , 차병철 (한국생산기술연구원 울산지역본부) , 최동혁 (동국실업주식회사) , 손동일 (동국실업주식회사) , 김대일 (울산대학교 첨단소재공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

100 nm thick Sn doped ZnO (ZTO) single layer, 15 nm thick Ag buffered ZTO (ZTO/Ag), Ag intermediated ZTO (ZTO/Ag/ZTO) and Ag capped ZTO (Ag/ZTO) films were prepared on poly-carbonate (PC) substrates by RF and DC magnetron sputtering and then the influence of the Ag thin film on the optical and electrical properties of ZTO films were investigated. As deposited ZTO thin films show the visible transmittance of 81.8%, while ZTO/Ag/ZTO trilayer films show a higher visible transmittance of 82.5% in this study. From the observed results, it can be concluded that the 15 nm thick Ag interlayer enhances the opto-electrical performance of ZTO thin films effectively for use as flexible transparent conducting oxides films in various opto-electrical applications.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 RF와 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 Ag 금속층의 위치에 따른 ZTO 박막의 광학적, 전기적 물성변화를 고찰하였다. 15 nm 두께의 Ag 박막이 ZTO 층간에 삽입된 적층형 박막이 ZTO 단층박막보다 평탄한 표면거칠기를 가졌으며, 광학적 특성 또한 단일 ZTO 박막 보다 높은 가시광투과도를 보였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 Ag/ZTO 적층박막과 ZTO/Ag/ZTO 다층박막이 갖는 전기적 광학적 특성을 고찰하고 최적화하기 위하여 ZTO 박막과 Ag 박막을 각각 RF와 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 증착하고, Ag박막 위치에 따른 전기적,광학적 물성 변화를 자외선-가시광 분광기(UV-visible spectrophotometer), 원자간력현미경(Atomic Force Microscope;AFM), 그리고 비저항측정기를 이용하여 분석하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 상온에서 ZTO(3 Inch, ZnO 50 Wt.% - SnO₂ 50 Wt.%, 순도 99.95%) 타겟과 Ag(3 Inch, 순도 99.99%) 타겟이 장착된 RF와 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 PC 기판에 서로 다른 적층형태를 갖는 Ag 박막과 ZTO 박막을 증착하였다. PC 기판은 메탄올, 증류수의 순서로 초음파 세척을 실시하고 질소가스로 건조하였으며, 타겟과 기판의 거리는 6 cm로 고정하였다.

이론/모형

증착 후, 단차측정기(Dektak-150, Varian)을 사용하여 박막의 두께와 증착율을 계측하였고, Ag 성막 위치에 따른 가시광 투과도 변화는 자외선-가시광분광기(측정영역 300~800 nm, Cary 100 Cone, Varian, 기초과학지원연구원 대구센터)로 측정하였으며, PC 기판의 가시광 투과도는 측정범위내에서 90%를 유지하였다. 증착 후, 박막의 Root mean square(RMS) 표면거칠기 분석은 원자간력현미경(XE-100, Park system)을 이용하였고, 전기적 특성은 Van der pauw 법을 적용한 Hall효과 측정기(HMS-3000, Ecopia)로 측정하였다.
증착 후, 단차측정기(Dektak-150, Varian)을 사용하여 박막의 두께와 증착율을 계측하였고, Ag 성막 위치에 따른 가시광 투과도 변화는 자외선-가시광분광기(측정영역 300~800 nm, Cary 100 Cone, Varian, 기초과학지원연구원 대구센터)로 측정하였으며, PC 기판의 가시광 투과도는 측정범위내에서 90%를 유지하였다. 증착 후, 박막의 Root mean square(RMS) 표면거칠기 분석은 원자간력현미경(XE-100, Park system)을 이용하였고, 전기적 특성은 Van der pauw 법을 적용한 Hall효과 측정기(HMS-3000, Ecopia)로 측정하였다. 효율적인 ZTO및 Ag 박막의 적층형태를 제안하기 위하여 Ag 증착위치에 따른 ZTO 박막의 Figure or merit[6] 수치를 비교, 검토하였다.

성능/효과

본 연구에서는 RF와 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 Ag 금속층의 위치에 따른 ZTO 박막의 광학적, 전기적 물성변화를 고찰하였다. 15 nm 두께의 Ag 박막이 ZTO 층간에 삽입된 적층형 박막이 ZTO 단층박막보다 평탄한 표면거칠기를 가졌으며, 광학적 특성 또한 단일 ZTO 박막 보다 높은 가시광투과도를 보였다. Ag 금속층의 위치에 따른 박막의 FOM 수치를 비교한 결과, Ag 박막이 중간에 삽입된 ZTO 박막이 가장 우수한 전기적, 광학적 완성도를 보였으며 경량성과 유연성을 갖는 차량용 플렉시블 투명전극재로 ZTO 단층박막 보다 Ag 중간층을 채용한 ZTO/Ag/ZTO 박막이 유용함을 알 수 있었다.
15 nm 두께의 Ag 박막이 ZTO 층간에 삽입된 적층형 박막이 ZTO 단층박막보다 평탄한 표면거칠기를 가졌으며, 광학적 특성 또한 단일 ZTO 박막 보다 높은 가시광투과도를 보였다. Ag 금속층의 위치에 따른 박막의 FOM 수치를 비교한 결과, Ag 박막이 중간에 삽입된 ZTO 박막이 가장 우수한 전기적, 광학적 완성도를 보였으며 경량성과 유연성을 갖는 차량용 플렉시블 투명전극재로 ZTO 단층박막 보다 Ag 중간층을 채용한 ZTO/Ag/ZTO 박막이 유용함을 알 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	투명전도성 산화물이 용사(Spray) 또는 물리적 기상 증착( PVD) 공정을 통한 차세대 차량용 핵심소재로 연구되고 있는 이유는?	최근 인듐산화물(In2O3) 또는 주석산화물(SnO2) 등의 투명전도성 산화물(Transparent CondictingOxide, TCO)은 높은 가시광 투과도, 낮은 적외선투과율(저방사특성) 그리고 우수한 전기전도도 특성을 동시에 갖기 때문에 용사(Spray) 또는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 공정을 통한 차세대 차량용 핵심소재로 연구되고 있다. 특히 넓은 광학적 밴드-갭을 갖는 2-6족 화합물 반도체인 ZnO에 Sn이 첨가된 ZTO 박막은 In2O3보다 높은 가격경쟁력과 화학적 안정성이 보고되어, In2O3의 효율적인 대체재로 개발되고 있다[1].
	투명전도성 산화물에는 무엇이 있는가?	최근 인듐산화물(In2O3) 또는 주석산화물(SnO2) 등의 투명전도성 산화물(Transparent CondictingOxide, TCO)은 높은 가시광 투과도, 낮은 적외선투과율(저방사특성) 그리고 우수한 전기전도도 특성을 동시에 갖기 때문에 용사(Spray) 또는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 공정을 통한 차세대 차량용 핵심소재로 연구되고 있다. 특히 넓은 광학적 밴드-갭을 갖는 2-6족 화합물 반도체인 ZnO에 Sn이 첨가된 ZTO 박막은 In2O3보다 높은 가격경쟁력과 화학적 안정성이 보고되어, In2O3의 효율적인 대체재로 개발되고 있다[1].
	Ag 금속층의 위치에 따른 ZTO 박막의 FOM 수치를 비교한 결과는 어떠한가?	15 nm 두께의 Ag 박막이 ZTO 층간에 삽입된 적층형 박막이 ZTO 단층박막보다 평탄한 표면거칠기를 가졌으며, 광학적 특성 또한 단일 ZTO 박막 보다 높은 가시광투과도를 보였다. Ag 금속층의 위치에 따른 박막의 FOM 수치를 비교한 결과, Ag 박막이 중간에 삽입된 ZTO 박막이 가장 우수한 전기적, 광학적 완성도를 보였으며 경량성과 유연성을 갖는 차량용 플렉시블 투명전극재로 ZTO 단층박막 보다 Ag 중간층을 채용한 ZTO/Ag/ZTO 박막이 유용함을 알 수 있었다.

참고문헌 (9)

S. H. Kim and D. Kim : Ceramic Inter. 41 (2015) 2770.

상세보기
S. Heo, M. Park and B. Cha : J. Korean Inst. Surf. Eng, 47 (2014) 341.

원문보기 상세보기
H. Shin, K. Kim, T. Kim and H. Kim : Cerami Inter. 42 (2016) 13983.

상세보기
N. Meshram, C. Loka, K. R. Park and K. Lee : Mater. Lett. 145 (2015) 120.

상세보기
Y. S. Kim, J. H. Park and D. Kim : Vacuum 82 (2008) 574.

상세보기
J. H. Park, J. H. Chae and D. Kim : J. Alloy. Compd. 478 (2009) 330.

상세보기
X. Ding, J. Yan, T. Li and L. Zhang : Vacuum 86 (2011) 443.

상세보기
B. Kim, K. Lee, H. Kang, T. Lee, S. Oh, J. Lee and J. Song : Trans. Electr. Electron. Mater. 20 (2007) 1044.
G. Haacke : J. Appl. Phys. 47 (1976) 4086.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증