RF 마그네트론 스퍼터를 사용하여 증착한 IZTO 박막의Zn/Sn 비율에 따른 효과
투명 전도성 산화막 (TCO)는 ∼10-4 Ω․cm 이하의 낮은 비저항, 90% 이상의 광투과도, 그리고 3 eV 이상의 넓은 광학적 밴드갭을 가지는 박막을 말한다
[1]. 1907년 Bädeker에 의해 CdO박막이 처음으로 만 들어진 이래로 ZnO계, SnO2계, In2O3계 혼합물이 투명전도체 박막으로 알려졌으며, 이러한 산화물들의 첨가는 광투과도와 전기 전도성을 향상시켰다
[3,4]. 이러한 특성으로 인해 태양 전지, 평판 디스플레이, 터치 페널, 그리고 OLED와 같은 다양한 분야에 적용되고 있다
[2]. TCO의 대표적 물질중 하나인 ITO (indiumtin oxide)는 평균 광투과율이 90% 이상, 전기 비저항값이 평균 1 × 10-4 Ω·㎝ 이하의 전기적 특성 및 미세한 패터닝이 가능하여 가장 많이 사용되고 있다
[5-7]. 하지만 그 주성분인 인듐은 제한적인 매장량, 높은 가격, 고온에서 불안정한 성질의 문제점 등을 가지고 있다
[8]. 이러한 이유로 인해 대체 투명전극 재료 개발에 많은 연구가 집중되고 있다. Al이 도핑된 ZnO(AZO), Zn이 도핑된 In2O3(IZO) 등 다양한 재료들이 많이 연구되고 있는 가운데 Zn이 도핑된 인듐 절약형 ITO 소재를 연구한 Mason 그룹에서는 Sn+4와 Zn+2를 1:1의 비율로 co-doping함으로써 고용 범 위를 40%까지 확대시킬 수 있었다고 보고된 바 있다 [9,10]. 이를 바탕으로 하여 본 연구에서는 타 연구 결과와 비교하여 인듐의 함량을 50 at%까지 줄이고 1:1 도핑이 아닌 Zn과 Sn의 비율을 각각 10 at% 차이로 변화시켜 Zn과 Sn이 박막에 미치는 영향에 알아보았다.또한 결정이 일어남에 따른 특성 변화를 알아보기 위해 기판온도를 변화시켜 전기적, 광학적 그리고 구조적인 특성 변화를 분석하였다.
(출처) 영남대학교 신소재공학과 (김기환, 마리야느 푸트리,
구창영, 이희영) 경북대학교 신소재공학과 (이정아, 김정주)