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Effects of Oxygen Flow Ratio on the Structural and Optical Properties of Al-doped ZnO Thin Films

산소 유량비 변화에 따른 Al 도핑된 ZnO 박막의 구조 및 광학적 특성

  • Son, Young-Gook (School of Materials Science and Engineering, Pusan Notional University) ;
  • Hwang, Dong-Hyun (School of Materials Science and Engineering, Pusan Notional University) ;
  • Cho, Shin-Ho (Department of Electronic Materials Engineering, Silla University)
  • 손영국 (부산대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 황동현 (부산대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 조신호 (신라대학교 공과대학 전자재료공학과)
  • Published : 2007.07.30

Abstract

Al-doped ZnO (AZO) thin films were grown on glass substrates by radio-frequency magnetron sputtering. The effects of oxygen flow ratio, which was used for a sputtering gas, on the AZO thin films were investigated by using the X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and Hall effects measurement. The AZO thin film, deposited with oxygen flow ratio of 0% at the growth temperature of $400^{\circ}C$, showed a strongly c-axis preferred orientation and the lowest resistivity of $6.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. The ZnO (002) diffraction peak indicated a tendency to decrease substantially with increasing the oxygen flow ratio. Furthermore, as the oxygen flow ratio was decreased, the carrier concentration and the hall mobility were increased, but the electrical resistivity was decreased.

라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판 위에 Al 도핑된 ZnO (AZO) 박막을 성장시켰다. 증착시 스퍼터링 가스로 사용하는 산소 유량비의 변화에 따른 AZO 박막의 특성을 X-선 회절법, 원자 주사 현미경, 홀 효과 측정법으로 조사하였다. 증착 온도 $400^{\circ}C$에서 산소 유량비 0%로 증착된 AZO 박막은 가장 큰 c-축 우선 배향성과 최저의 비저항값 $6.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$을 나타내었다. 산소 유량비가 증가함에 따라 ZnO (002)면의 회절 피크의 세기는 실질적으로 감소하는 경향을 보였다. 또한, 산소 유량비가 감소함에 따라 전하 운반자의 농도와 홀 이동도는 증가하였으나, 전기 비저항은 감소하였다.

Keywords

References

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