일반기술

스퍼터기법을 이용한 아연산화물 박막제조 및 미세구조

ZnO는 이방성 결정구조, 비화학양론적 결함구조, 넓은 밴드갭, 대기압하에서의 반응성, 가시광선 영역에서의 투명성과 높은 굴절률, 큰 압전 상수, 강한 acoustooptic, electrooptic 비선형 광학 계수를 가지는 재료로서, 저주파 영역 센서에 있어서 압전 트랜스듀서, optical waveguide, 산화 또는 환원 가스의 검출기, 발광 다이오드와 태양전지의 투명전극망 등 그 이용 범위가 매우 다양하다. 본 연구에서는 99.9% ZnO타겟을 사용하고 rf magnetron sputter기법을 이용하여 박막을 제조하였으며, 증착 변수로는 plasma power (50w-250w), sputter gas(Ar, Ar/O2), 그리고 기판 온도(상온-500℃)를 번화시켰다. 제조된 박막은 증착 변수에 따라 다양한 우선 배향 및 표면 조직을 관찰할 수 있었으며, 이러한 증착조건에 따른 박막 형성고찰은 특성의 응용에 중요한 단서가 될 것이다. 제조된 시편의 표면조직, 미세구조 그리고 우선배향성은 XRD, SEM, AFM등 을 이용하여 측정하였으며 또한 특정 조건에서 증착한 박막과 일정한 온도( 500℃)에서 산화, 환원 분위기로 annealing한 시편의 전기적 특성을 측정하였다. 4탐침법에 의해 전기비저항을 측정하였으며, 미세구조 및 화학 조성으로부터 전기비저항에 미치는 영향을 연구하였다. 화학양론의 변화는 RBS을 사용하였으며, annealing과 제조 변수에 따라 화학양론의 변화를 확인할 수 있었다.