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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김대일
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수17
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2023
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본 연구에서는 DC/RF magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 유리기판(Corning 1737, 20×20 mm2) 기판에 동일한 크기(직경 2 inch)의 층간 금속증착을 위한 Ag (99.95% purity) 타겟과 금속산화물 증착용 ZnO (99.95% purity) 타겟을 설치된 RF와 DC 겸용 마그네트론 스퍼터를 이용하여 각각 전력밀도 2.0 W/cm2와 4.0 W/cm2의 파워를 인가하여 단층 ZnO(60 nm) 박막과 다층 ZnO/Ag/ZnO (ZAZ) 박막을 증착하였다.
ZAZ 다층박막의 효율적인 전기적, 광학적 특성을 위해 금속산화물인 상부와 하부 ZnO층의 두께를 30 nm로 고정하였으며 층간 금속 Ag의 두께를 증착 시간을 조절하여 최소 5 에서 최대 15 nm로 차이를 두었다. 층간 금속 Ag 두께 변화에 따른 ZAZ 다층박막의 전기광학적 완성도(Figure of Merit, FOM) 수치를 비교한 결과, 층간 금속 Ag 두께 10 nm에서 면저항 28.57 Ω/□, 가시광 평균 투과도(380-780 nm) 80.8 %로 다층박막 ZAZ(30/10/30 nm)의 FOM이 4.15×10-3Ω-1로 가장 우수하였다.
최적의 조건인 ZAZ(30/10/30 nm)을 증착 후, 적층구조에 따른 다층박막 ZAZ의 결정성 변화는 X선 회절분석기(X-ray diffractometer, ULTIMA 4, Rigaku)로 분석하였으며 약 33°에서 ZnO(002) 회절피크와 약 38°의 Ag(111) 회절피크가 측정되었다. 증착된 ZAZ 다층박막은 전자빔 조사에너지가 증가할수록 ZnO, Ag 박막의 결정성이 향상됨을 확인할 수 있었다.
표면거칠기(Root mean square, RMS)는 전자빔 조사 전 1.65 nm에서 900 eV 전자빔 조사 후 1.29 nm로 감소하였다. 결정성 증대 및 표면거칠기 감소로 인해 전기적, 광학적 특성이 개선되었는데 900 eV 조건에서 면저항 13.43 Ω/□, 가시광 평균 투과율 82.7 %로 전기광학적 완성도는 1.11 × 10-2Ω-1로 전자빔 조사 후 약 2.7배 향상되었다. 이는 적당한 전자빔 조사에너지가 전기광학적 특성을 저하시키는 결정립계 및 표면거칠기 감소로 물성이 향상되었다고 사료된다.
ZAZ 다층박막의 효율적인 전기적, 광학적 특성을 위해 금속산화물인 상부와 하부 ZnO층의 두께를 30 nm로 고정하였으며 층간 금속 Ag의 두께를 증착 시간을 조절하여 최소 5 에서 최대 15 nm로 차이를 두었다. 층간 금속 Ag 두께 변화에 따른 ZAZ 다층박막의 전기광학적 완성도(Figure of Merit, FOM) 수치를 비교한 결과, 층간 금속 Ag 두께 10 nm에서 면저항 28.57 Ω/□, 가시광 평균 투과도(380-780 nm) 80.8 %로 다층박막 ZAZ(30/10/30 nm)의 FOM이 4.15×10-3Ω-1로 가장 우수하였다.
최적의 조건인 ZAZ(30/10/30 nm)을 증착 후, 적층구조에 따른 다층박막 ZAZ의 결정성 변화는 X선 회절분석기(X-ray diffractometer, ULTIMA 4, Rigaku)로 분석하였으며 약 33°에서 ZnO(002) 회절피크와 약 38°의 Ag(111) 회절피크가 측정되었다. 증착된 ZAZ 다층박막은 전자빔 조사에너지가 증가할수록 ZnO, Ag 박막의 결정성이 향상됨을 확인할 수 있었다.
표면거칠기(Root mean square, RMS)는 전자빔 조사 전 1.65 nm에서 900 eV 전자빔 조사 후 1.29 nm로 감소하였다. 결정성 증대 및 표면거칠기 감소로 인해 전기적, 광학적 특성이 개선되었는데 900 eV 조건에서 면저항 13.43 Ω/□, 가시광 평균 투과율 82.7 %로 전기광학적 완성도는 1.11 × 10-2Ω-1로 전자빔 조사 후 약 2.7배 향상되었다. 이는 적당한 전자빔 조사에너지가 전기광학적 특성을 저하시키는 결정립계 및 표면거칠기 감소로 물성이 향상되었다고 사료된다.
목차
1. 서론1-1. 연구 필요성 및 목표2. 이론적 배경2-1. 투명 전도성 산화물2-2. Oxide/Metal/Oxide 구조2-3. ZnO (Zinc Oxide)2-3-1. ZnO의 결정 구조2-3-2. ZnO의 전기적 특성2-3-3. ZnO의 광학적 특성2-4. Electron beam2-4-1. Electron beam 정의 및 응용2-4-2. Electron beam source3. 실험 장치 및 실험 방법3-1. DC/RF Sputtering system을 이용한 박막증착3-2. Electron beam을 이용한 표면처리3-3. 박막의 특성 분석 방법3-3-1. 박막의 결정 구조 분석3-3-2. 박막의 전기적 특성 분석3-3-3. 박막의 광학적 특성 분석3-3-4. Figure of merit (FOM)4. 실험 결과 및 고찰4-1. Ag 중간층 두께에 따른 ZAZ 다층박막의 구조적 특성4-1-1. 결정구조 분석4-1-2. 표면형상 및 표면거칠기 분석4-2. Ag 중간층 두께에 따른 ZAZ 다층박막의 전기광학적 특성4-2-1. 전기적 특성 분석4-2-1. 광학적 특성 분석4-3 전자빔 조사에너지에 따른 ZAZ 다층박막의 구조적 특성4-3-1. 결정구조 분석4-3-2. 표면형상 및 표면거칠기 분석4-4. 전자빔 조사 후 ZAZ 다층박막의 전기광학적 특성4-4-1. 전기적 특성 분석4-4-2. 광학적 특성 분석4-4-3. Figure of merit5. 결론참고문헌Abstract
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