ZTO/Ag/ZTO 적층박막의 전기광학적 특성 및 급속열처리 효과에 관한 연구. 본 연구에서는 ZTO와 Ag를 적층 및 다층박막으로 제작하였다. 산화물/금속/산화물 구조의 다층박막은 기판의 반사방지막으로 사용되어 왔지만 최근에는 투명전극 분야에도 적용되고 있다.
이러한 투명 전도성 산화물 박막을 제조하는 방법으로는 스퍼터링[2], 화학기상증착법(CVD)[3], 증발법[4], 분무열분해[5], 졸-겔[6] 등이 있다. Ag박막의 위치에 따른 전기적, 광학적 특성의 변화를 관찰하였다. ZTO와 Ag 다층박막 사이에 전기광학적으로 우수한 다층박막에 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 실시한 후, 박막의 물성 변화를 비교하였다.
이론적 배경
지금까지 ITO는 In2O3의 결정구조에서 In이 Sn으로 대체된 형태로 전기적 특성과 투과도가 우수한 투명전극으로 주로 사용되어 왔다. ITO박막은 Sn이 도핑되어 생성된 불순물 준위의 밀도가 높아 페르미준위가 전도준위보다 높은 전형적인 축퇴반도체이기 때문에 상온에서도 금속과 유사한 낮은 저항률을 나타낼 수 있으며, 실온에서도 금속과 유사한 낮은 저항률을 나타낼 수 있습니다. 빛의 85% 이상을 투과시킬 수 있어 매우 투명한 특성을 보입니다. 따라서 평판 스크린이나 유리기판 기반 태양전지의 ITO는 높은 공정온도를 통해 대체가 가능하지만, 차세대 플렉서블 스크린용 투명전극으로 ITO를 대체하기에는 저항이 높다는 문제가 있다.
매우 얇은 금속막은 가시광선 영역의 빛을 투과하고 적외선 영역의 빛을 반사하는 광학적 특성을 갖고 있어 이를 투명 절연박막 및 광투과성 전기전도막으로 활용하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 따라서 Ag를 중간층으로 사용한 ITO/Ag/ITO의 경우 많은 연구가 진행되고 있다. 매우 얇은 금속박막은 가시광선 영역의 빛은 투과시키고 적외선 영역의 빛은 반사시키는 광학적 특성을 갖고 있어 이를 투명 절연박막 및 투명전도막으로 활용하려는 연구가 많이 진행되어 왔다.
동시에 표적 원자에 의해 산란되고 입사 입자 중 일부가 표적에서 방출됩니다. 입사 입자에 의해 쫓겨난 타겟 원자 중 일부는 타겟 표면으로 확산되거나 에너지가 결합 에너지를 극복할 만큼 충분히 큰 경우 스퍼터링됩니다. 또한 양극과 기판의 온도 상승으로 인해 타겟에 접근해야 하므로 방전이 불안정하여 항상 모니터링이 필요하다.
교류를 인가하면 전극에 부착된 부도체 표면에 주기적으로 양전위를 인가하여 표면에 쌓인 이온을 방출시켜 절연체에서도 스퍼터링이 가능하며, 방전압력을 감소시켜 안정적인 방전이 가능합니다. 가스. 이러한 단점을 극복하기 위해 금속 타겟을 이용한 반응성 증착법으로 절연막을 형성한다.
실험 방법
기판을 아세톤, IPA(이소프로필 알코올) 및 DI 수에서 각각 10분 동안 초음파 세척하여 세척한 다음 질소 가스를 불어서 잔류 부유 물질을 제거하고 로딩 전에 건조했습니다. 위의 ZTO 및 Ag 공정 조건에 따라 RF 및 DC 스퍼터링을 교대로 수행하여 단일 ZTO 필름과 ZTO/Ag, ZTO/Ag/ZTO 및 Ag/ZTO 다층 구조의 박막을 제조했습니다.
Ag박막의 위치에 따른 Ag박막과 ZTO의 특성. 박막의 표면 형상은 전기적, 광학적 특성을 결정하는 중요한 특성입니다. 도 4-2는 Ag막의 형성 위치에 따른 ZTO 단층박막과 적층 ZTO박막의 RMS 표면거칠기의 변화를 3차원 이미지로 나타낸 것이다.
이는 기존에 보고된 ITO/Ni/ITO [31] 적층박막 물성 연구 결과와 유사하며, Ag 층간박막의 영향으로 상부 ZTO박막의 표면 거칠기가 완화되는 것으로 나타났다. 도 4-3은 Ag 성막 위치 변화에 따른 ZTO 및 ZTO/Ag/ZTO 다층박막의 전기적 특성 변화를 나타낸 것이다. 특히, ZTO/Ag/ZTO 박막 중 Ag 층간박막은 J.
이를 통해 급속열처리가 Ag 피크에 영향을 주지만 ZTO 박막의 결정화도에는 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. AFM을 이용하여 급속열처리온도에 따른 박막의 표면 RMS 거칠기를 분석한 결과이다. 박씨의 ITO/Ni/ITO 박막 물성 연구와 유사한 결과로 층간 금속막 상부 투명전극의 표면거칠기를 평탄화시키는 효과가 확인되었다[31].
이는 박막 내에 존재하는 공극 등의 결함을 줄여 박막의 구조적 완화에 따른 것으로 여겨진다. ZTO/Ag/ZTO 박막의 광학 밴드갭 에너지 변화. 여기서, hv는 광자 에너지, 는 박막의 흡수계수, Eg는 광에너지 밴드갭이다.
비저항의 변화로 인해 면저항은 감소하고 광투과율은 증가하였다. 이를 바탕으로 가시광선 투과율(T), 면저항(Rsh), 성능지수(FOM) 측정 결과를 아래 표에 나타내었다. 열처리 온도에 따른 박막.
결론
Scharmann, “Dependence of the electrical and optical behavior of ITO-silver-ITO multilayers on the silver. Lee, "Effects of thermal treatment on the electrical and optical properties of silver-based indium tin oxide.metal/indium tin oxide structures." Thin Solid Films, 440, pp. 34] Hyuncheol Kim and Hyun-ho Park, “Direct-patternable SnO2 thin films incorporated with conductive nanostructure materials” Kor.
Z, “Influence of substrate temperature and post-treatment on the properties of ZnO:Al thin films prepared by pulsed laser deposition” Appl.
