ZnO 초박막의 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성 변화 연구

강경문; Wang Yue; 김민재; 이홍섭; 박형호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강경문 Wang Yue 김민재 이홍섭 박형호

저널정보: 한국마이크로전자및패키징학회 마이크로전자 및 패키징학회지 마이크로전자 및 패키징학회지 제26권 제2호

발행연도: 2019.1

수록면: 15 - 22 (8page)

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원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)으로 150oC에서 성장된 zinc oxide (ZnO) 초박막의 두께 변화에따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. ZnO 박막을 증착하기 위해 금속 전구체와 반응물로 각각 diethylzinc와deionized water를 사용하였다. ALD 사이클 당 성장률은 150 oC에서 약 0.21 nm/cycle로 일정 하였으며, 50 사이클 이하의 샘플들은 초기 ALD 성장 단계에서 상대적으로 얇은 두께로 인하여 비정질 성질을 갖는 것으로 보였다. 100 사이클에서 200 사이클로 두께가 증가함에 따라 ZnO 박막의 결정성이 증가하였고 hexagonal wurtzite 구조를 보였다. 또한, ZnO 박막의 입자 크기가 ALD 사이클의 수의 증가에 따라 증가되었다. 전기적 특성 분석 결과 박막 두께의 증가에 따라서 비저항 값이 감소하였으며, 이는 박막 두께 증가에 따른 입자 크기 증가 및 결정성 개선으로 더 두꺼운 ZnO 박막에서입자 경계의 농도 감소와 상관 관계가 있음을 알 수 있었다. 광학적 특성 분석 결과 근 자외선 영역 (300 nm~400 nm)에서의 밴드 엣지 흡수가 증가 및 이동되었는데 이 현상은 ZnO 박막 두께의 증가에 따른 캐리어 농도의 증가가 기인 한 것으로, 이 결과는 박막 두께의 증가에 따른 저항률 감소와 잘 일치한다. 결과적으로 박막의 두께가 증가하면 막 면의 응력이 완화되어 밴드 갭이 감소하고 결정성 및 전도성이 향상됨을 알 수 있었다.

참고문헌 (31)

참고문헌 신청

T. Minami / 2005 / Transparent Conducting Oxide Semiconductors for Transparent Electrodes / Semicond. Sci. Technol. 20(4):S35

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