대향 마그네트론 스퍼터링 방식으로 제작한 ITO 박막의 특성 = Properties of ITO thin film fabricated by facing magnetron sputtering

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 스퍼터링 방식의 박막 증착법 중 하나인 대향 마그네트론 스퍼터링 방식을 사용하여 대표적인 산화물 박막 재료인 ITO(Indium doped Tin Oxides)를 증착 시 산소 유량비, 투입 전력, 박막 두께에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 확인하였다. 0 ∼ 1.0 sccm 범위의 산소 유량비에 따른 박막의 구조적 특성은 산소 유량비에 관계없이 모두 비정질 구조를 나타내었으며, 산소 가스 투입량이 증가함에 따라 전기적, 광학적 특성이 향상되는 것을 확인하였고 산소 가스 투입량 0.8 sccm에서 면저항 약 60 ohm/sq, 550 nm에서 투과도 85% 이상인 것을 확인하였다. 투입 전력 범위 300 ∼ 900 W에서 100 nm 의 동일한 두께의 ITO 박막을 증착한 결과, 투입 전력량에 상관없이 비정질 구조를 나타내고 있었으며 전기적, 광학적 특성은 500 W에서 가장 우수하였다. 박막의 두께를 100 – 500 nm 범위에서 증착한 실험에서는 500 nm 의 두께에서 (222) peak가 발현된 것을 확인하였으며, 박막의 두께가 증가할수록 전기적 특성이 개선되는 것을 확인하였으나, 광학적 특성 면에서는 Oscilation이 심해져 그 특성이 떨어지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 대향 마그네트론 스퍼터링 방식의 ITO 박막을 증착하여 가열 공정 없이 상온에서 비교적 우수한 특성을 나타내는 박막의 제작이 가능한 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 향후 박막 증착 공정의 효율성 개선에 도움이 될 것이라 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문초록 5
• 표 목차 8
• 그림 목차 9
• 1. 서론 10
• 2. 관련이론 11
• 2.1. 박막의 형성 11
• 2.2. 투명전극 12
• 2.2.1. ITO 13
• 2.2.2. ZnO 13
• 2.2.3. 은 나노와이어 14
• 2.3. 스퍼터링의 원리와 종류 14
• 2.3.1. 스퍼터링 현상 15
• 2.3.2. DC Sputtering 16
• 2.3.3. RF Sputtering 17
• 2.3.4. Reactive Sputtering 17
• 2.3.5. Magnetron Sputtering 18
• 2.3.6. FTS (Facing Target Sputtering) 19
• 3. 실험방법 22
• 3.1. 실험순서 22
• 3.2. 박막 특성 분석 25
• 3.2.1. 구조적 특성 25
• 3.2.2. 전기적 특성 25
• 3.2.3. 광학적 특성 26
• 4. 결과 및 고찰 26
• 4.1. 산소 가스 투입량에 따른 ITO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성 26
• 4.1.1. 산소 가스 투입량에 따른 ITO 박막의 구조적 특성 27
• 4.1.2. 산소 가스 투입량에 따른 ITO 박막의 전기적 특성 29
• 4.1.3. 산소 가스 투입량에 따른 ITO 박막의 광학적 특성 31
• 4.2. 투입 전력량에 따른 ITO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성 33
• 4.2.1. 투입 전력량에 따른 ITO 박막의 구조적 특성 33
• 4.2.2. 투입 전력량에 따른 ITO 박막의 전기적 특성 35
• 4.2.3. 투입 전력량에 따른 ITO 박막의 광학적 특성 37
• 4.3. 박막 두께에 따른 ITO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성 38
• 4.3.1. 박막 두께에 따른 ITO 박막의 구조적 특성 38
• 4.3.2. 박막 두께에 따른 ITO 박막의 전기적 특성 40
• 4.3.3. 박막 두께에 따른 ITO 박막의 광학적 특성 42
• 5. 결론 43
• 6. 참고문헌 46
• 영문초록 48