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제안 방법
- Hf-AZO 박막의 두께는 고성능 단차 측정 시스템 (SLOAN Technology, DEKTAK3)을 이용하여 측정 후 증착변수에 따른 평균 증착률을 산출하였다. 엑스레이 회절법(X-ray diffraction, XRD, Rigaku D, MAX-2500) 을 통해서 Hf의 도핑에 따른 Hf-AZO 박막의 결정 구조를 분석하였으며, 약 250 - 1000 nm의 파장 범위에서 자외선/가시광선 투과율 측정기(UV/Visible Spectroscope, Sinco, S-3100)를 이용하여 박막의 광학적 투과율을 측정하였고, 이 결과로부터 광학적 밴드갭을 산출하였다.
- 56MHz, Hf 타겟) 스퍼터링 방법에 의해 유리 기판 (corning 1737) 및 저저항 (2 x 10-3Ωcm) 실리콘 기판위에 증착하였다. 기판의 유기물 제거를 위해서 아세톤, 메탄올, 탈이온수 순으로 각각 5분씩 초음파 세척 후 질소를 통한 건조 과정을 수행하였다. Hf-AZO 박막 증착시 기판 온도는 상온, 아르곤 (Ar) 유량은 80 sccm, AZO 타겟에 가해진 파워는 100 W 등으로 고정하였다.
- 다중 스퍼터링 방식을 활용하여 Hf 스퍼A터링 파워에 따른 Hf-AZO 박막의 증착속도, 구조적, 그리고 광학적 변화를 분석하였다. XRD 분석에서 관찰할 수 있듯이 Hf 스퍼터링 파워가 20W 이하일 경우 Hf의 도핑이 충분치 않음을 확인할 수 있었으며 결정 구조 역시 다결정 구조를 이루며 AZO와 차이가 없음을 확인하였다.
- 본 연구에서는 희토류 금속을 포함한 산화물 박막을 대체하고 바이어스나 온도와 같은 스트레스 요인으로부터 전기적 안정성을 확보하기 위해 다중 스퍼터링(co-sputtering) 방식으로 AZO 박막에 Hf을 도핑한 비정질 hafnium-aluminum-zinc oxide (Hf-AZO) 박막을 증착하였으며, Hf 타겟에 가해지는 스퍼터링 타겟 파워 변화에 따른 Hf 도핑 조절을 통하여 각기 다른 Hf 도핑이 이루어진 HAZO 박막들을 제작하였다. 또한, Hf 도핑에 따른 Hf-AZO 박막의 구조 및 광학적 특성 변화를 체계적으로 비교 분석하였다.
- 또한, Hf의 도핑에 따른 AZO 박막의 물성 변화를 분석하기 위하여, Hf 타겟에 가해진 파워는 0 – 60 W 범위에서 10 W 단위로 변화시키며 박막을 증착하였다.
- 그리고, 증착 이전 스퍼터링 반응기(chamber) 내의 압력은 약 10-4Pa로 유지하였고, 균일한 박막 증착을 위하여 증착시 4rpm의 속도로 기판을 회전시켰다. 또한, 다중 스퍼터링 과정 동안에 반응기 내에 Ar 가스를 주입하여 박막 증착시 평균 압력은 1.34 Pa가 되도록 조절하였으며 타겟 표면에 붙어있는 불순물을 제거하기 위해서 사전 스퍼터링 과정을 30분간 수행하였다. 모든 Hf-AZO 박막은 200nm가 되도록 증착하였다.
- 본 연구에서는 희토류 금속을 포함한 산화물 박막을 대체하고 바이어스나 온도와 같은 스트레스 요인으로부터 전기적 안정성을 확보하기 위해 다중 스퍼터링(co-sputtering) 방식으로 AZO 박막에 Hf을 도핑한 비정질 hafnium-aluminum-zinc oxide (Hf-AZO) 박막을 증착하였으며, Hf 타겟에 가해지는 스퍼터링 타겟 파워 변화에 따른 Hf 도핑 조절을 통하여 각기 다른 Hf 도핑이 이루어진 HAZO 박막들을 제작하였다. 또한, Hf 도핑에 따른 Hf-AZO 박막의 구조 및 광학적 특성 변화를 체계적으로 비교 분석하였다.
- Hf-AZO 박막의 두께는 고성능 단차 측정 시스템 (SLOAN Technology, DEKTAK3)을 이용하여 측정 후 증착변수에 따른 평균 증착률을 산출하였다. 엑스레이 회절법(X-ray diffraction, XRD, Rigaku D, MAX-2500) 을 통해서 Hf의 도핑에 따른 Hf-AZO 박막의 결정 구조를 분석하였으며, 약 250 - 1000 nm의 파장 범위에서 자외선/가시광선 투과율 측정기(UV/Visible Spectroscope, Sinco, S-3100)를 이용하여 박막의 광학적 투과율을 측정하였고, 이 결과로부터 광학적 밴드갭을 산출하였다.
대상 데이터
- Hf-AZO 박막은 4인치 AZO (99.99%) 및 Hf (99.999%) 두 개의 타겟이 장착된 다중 스퍼터링 시스템을 활용하여 RF (radio frequency) (13.56MHz, AZO 타겟 및 12.56MHz, Hf 타겟) 스퍼터링 방법에 의해 유리 기판 (corning 1737) 및 저저항 (2 x 10-3Ωcm) 실리콘 기판위에 증착하였다. 기판의 유기물 제거를 위해서 아세톤, 메탄올, 탈이온수 순으로 각각 5분씩 초음파 세척 후 질소를 통한 건조 과정을 수행하였다.
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