스퍼터링 방법으로 증착된 Al-doped ZnO 박막의 투과전자현미경 분석

Abstract

최근 모든 산업분야에서 투명 전도성 재료에 대한 관심이 크게 증가하고 그에 따른 고효율 고성능에 중점을 둔 재료의 중요성이 나날이 더해가고 있다. 그 중에서 ZnO는 3.37eV의 직접 천이형 밴드갭과 60emV의 큰 exciton binding energy를 갖는 화합물 반도체로 상업적인 응용분야에서 큰 관심이 모아지고 있다. ZnO는 재료 자체가 n-type 전도도를 갖지만, 안정적이지 못한 특성 때문에 다른 원소를 첨가하여 안정적인 n-type 전도도를 얻기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그중에서도 대표적인 III족 원소를 도입한 Al-doped ZnO (AZO) 박막은 undoped-ZnO의 intrinsic n-type 전도도 및 안정성을 개선하고 기존의 ITO와 같은 투명전도성 산화막을 대체할 재료로써 크게 주목 받고 있다. 그리고 이러한 AZO 박막은 증착 후 열처리를 통하여 특성을 개선시키는 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서는 RF magnetron sputtering 법을 이용하여 n-Si (001) 기판 위에 성창시킨 AZO 박막을 전기적 및 광학적 성질 그리고 결정성을 향상시키기 위한 열처리 과정에서 나타날 수 있는 미세구조의 변화에 대하여 TEM을 이용하여 중점적으로 분석하였다.