Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society (한국진공학회)
권호 표지

Heat treatment effects on the electrical properties of $In_2O_3$-ZnO films prepared by rf-magnetron sputtering method

마그네트론 스퍼터링 방법으로 제작된 $In_2O_3$-ZnO 박막의 전기적 특성에 대한 열처리 효과

  • Kim, Hwa-Min (Department of Photonics and Information Engineering, Catholic University) ;
  • Kim, Jong-Jae (Department of Photonics and Information Engineering, Catholic University)
  • 김화민 (대구가톨릭대학교 광반도체정보공학과) ;
  • 김종재 (대구가톨릭대학교 광반도체정보공학과)
  • Published : 2005.12.01
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Abstract

IZO thin films are prepared on a corning 7059 glass substrate in a mixed gases of Ar +$O_2$ by rf-magnetron sputtering, using a powder target with a composition ratio of $In_{2}O_{3}$ : ZnO=90 : 10 $wt.\%$. Their electrical sheet resistance are strongly dependent on the oxygen concentration introduced during the deposition, a minimum resistivity of $3.7\times10^{-4}\Omega\cdot$ cm and an average transmittance over $85\%$ in the visible range are obtained in a film deposited in pure Ar gas which is close to near the stoichiometry. During the heat treatment from room temperature up tp $600^{\circ}C$ in various environments, the electrical resistance changes are explained by cyrstallizations or oxidizations of In metal and InO contained in the IZO film. The electrical properties due to oxygen adsorption and phase transitions occurring at temperatures over $40000^{\circ}C$ during heat treatment in air are also investigated.

rf 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 유리기판 위에 $In_2O_3$ : ZnO=90 : 10 $wt.\%$의 조성비를 갖는 indium-zinc-oxide(IZO) 박막을 산소분압 $O_2$/(Ar +$O_2$) : $0\~10 \%$의 Ar가스 분위기에서 제작하였다. IZO 박막의 면저항은 증착 시 유입되는 산소량이 증가함에 따라 현저하게 증가하는데, 순수한 Ar 가스 분위기에서 증착될 때 $3.7\times10^{-4}\Omega\cdot$ cm 정도의 가장 낮은 비저항과 가시광 영역에서 평균 $85\%$ 이상의 투과율을 보이는 박막이 얻어진다. $600^{\circ}C$의 다양한 환경에서 옅처리될 경우, 순수한 Ar 분위기에서 성막된 IZO 박막의 전기적 저항 변화는 박막 내에 포함된 In 또는 InO와 같은 금속 성분들의 결정화와 산화에 의해 설명되어 진다. 또한 IZO 박막을 공기 중에서 열처리하는 동안 $600^{\circ}C$ 이상에서 현저하게 일어나는 산소 흡착과 구조 변화에 의한 전기적 특성들이 조사된다.

Keywords

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