일반기술

스퍼터링증착법을 이용한 산화아연막의 제조 방법

본 기술은 진공조의 내부에 ZnO타깃과, 상기 ZnO 타깃으로부터 이격되어 대향하도록 배열된 사파이어 기판을 구비한 플라즈마를 발생시키는 스퍼터링 장치를 이용하여, ZnO막을 형성하는 방법을 제공한다. ZnO타깃을 제공하여 스퍼터링장치내에 사용가스에 노출시키는 단계, 적어도 하나의 반응성가스를 상기 스퍼터링장치에 공급하는 단계, 전원을 상기 스퍼터링장치에 공급하여 플라즈마를 형성하는 단계, 상기 플라즈마의 작용에 의하여 25∼350℃온도에서 사파이어 기판상에 ZnO막을 1∼200Å두께로 증착하는 단계 및 상기 증착단계이후에 기판의 온도를 400∼700℃로 상승시킨 후 상기 1차 ZnO막위에 ZnO막을 1Å~5㎛ 의 두께로 증착하는 단계를 포함한다.고품질의 산화아연(ZnO)막을 얻기 위한 종래의 방법중의 하나는, MgO와 같은 버퍼층(완충막)을 ZnO막과 기판사이에 사용하는 방법이 시도되었다. 그러나, 이 방법은 MgO라는 이종물질을 추가로 사용하여 제조공정이 복잡하게 되고, 분자선에피택셜 성장법(Molecular Beam Epitaxy Method)을 사용하기 때문에 대량생산이나 산업계의 응용은 불가능하였으며, 일반적으로 ZnO 증착시 기판의 온도가 높으면 막질은 향상되지만 증착초기부터 2D 층 성장모드 보다는 3 D 원주상 또는 아일랜드 성장 모드를 가지지 때문에, 증착된 막의 거칠기는 증가한다. 반면 기판의 온도가 낮으면 증착초기에 2D 층 성장후 3D 원주상 또는 아일랜드 성장 모드로 전환되기 때문에, 막의 거칠기는 감소하지만, 막질은 고온증착에 비해 저하된 특징(반가전폭의 증가)을 가진다 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 기술에서는 스퍼터링시 2 단계로 나누어, 1차공정은 저온에서 2차공정은 1차공정보다 높은 온도에서 행하면, 박막증착시 고온의 장점과 저온의 장점을 동시에 얻음으로써, 박막의 에피택시를 증가시키고 표면의 거칠기도 향상시킬 수 있다.