GZO 타겟 결정성에 따른 박막의 전기적 광학적 특성 (A Study on Electrical, Optical Properties of GZO Thin Film with Target Crystalline)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 25권 / 2호 / 114 ~ 120페이지
· 저자명 : 이규호, 김경환

초록

Ga가 첨가된 ZnO 박막은 그 전도성이 우수하고 다른 dopant 물질에 비하여 외부환경에 의한 열화에 상대적으로 우수한 특성을 보이고 있어 ITO를 대체할 물질로 주목받고 있다. 하지만 우수한 특성에 비하여 부드러운 표면 때문에 LED같은 발광소자의 응용에는 유리하지만 거친 표면이 유리한 태양전지의 전극으로는 적합하지 않은 점이 있다.
본 논문에서는 태양전지에 적합한 투명전극을 제작하기 위하여 ZnO의 결정성에 차이가 생기는 소결 조건으로 GZO Bulk 타겟을 제작하였고, 이를 대향타겟식 스퍼터링법을 적용하여 박막을 형성하고 이에 대한 평가를 하였다.
먼저 700℃와 800℃에서 소결 합성한 스퍼터용 GZO 타겟을 제작하고 이를 투입전력을 조건으로 하여 GZO박막을 glass 기판 상에 제작하였으며, 그 결과 9.967×10-4Ω․cm (700℃), 9.846×10−4Ω․cm (800℃)의 비저항과 85% 이상의 광투과율을 나타내는 박막을 얻을 수 있었다. 그 중 800℃에서 소결된 타겟을 이용하여 제작된 박막의 경우 700℃에서 소결된 GZO와 상용 GZO타겟으로 만들어진 박막과 비교하여 거친 표면을 가지는 태양전지 용 전극을 제작할 수 있었다.

영어초록

In this research, we prepared Ga doped zinc oxide(ZnO:Ga, GZO) targets each difference sintering temperature 700℃, 800℃, and doping rate 1 wt.%, 2 wt.%, 3 wt.%. The characteristics of thin film on glass substrates which deposited by facing target sputtering in pure Ar atmosphere are reported. Ga doped zinc oxide film is attracted material through low resistivity, high transmittance, etc. When prepared target powder’s structure was investigated by scanning electron microscope, densification and coarsening by driving force was observed. For each ZnO:Ga films with a Ga2O3 content of 3 wt.% at input power of 45W, the lowest resistivity of 9.967 × 10−4 Ω․cm (700℃) and 9.846 × 10−4 Ω ․cm (800℃) was obtained.
the carrier concentration and mobility were 4.09 × 1020 cm−3(700℃), 4.12 × 1020 cm−3(800℃) and 15.31cm2/V․s(700℃), 12.51 cm2/V․s(800℃), respectively. And except 1 wt.% Ga doped ZnO thin film, average transmittance of these samples in the range 350–800 nm was over 80%.

참고자료

· 없음