산소분압제어를 통한 ITO박막의 고온열처리방법에 대한 연구 (A Study on the High-temperature Annealing of ITO Films by Controlling the Oxygen Partial Pressure)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 1호 / 61 ~ 65페이지
· 저자명 : 구지은, 조영지, 장지호, 박승환, 이웅, 이효종, 이상태

초록

ITO 박막을 고온가압 열처리를 하였을 때의 저항변화와 그 원인에 대한고찰을 하였다. 압력계가 부착된 챔버내에 가압가스로는 Ar을 이용하여,실온에서 600 ℃까지 30분간 고온가압 열처리 하였다. 원자 힘현미경 (Atomic Force Microscopy; AFM)을 이용하여 표면 변화를확인하였으며, 투과측정을 통해 박막의 투과율을 비교하였다. 또한4-단자법(four-probe measurement)과 홀 측정법 (Hall measurement)을이용하여, 고온 열처리에서 1.5 × 10-4Ω·cm에서6 × 10-4 Ω·cm로 커지는 비저항 변화와 고온가압열처리에서 1.5 × 10-4Ω·cm에서 1 ×10-4 Ω·cm로 비저항이 작아지는 전기적 특성변화를관찰하였다. 이러한 저항변화는 ITO 박막에 도핑 된 Sn의 농도에 의한것으로, 산소 분압을 무시할 수 있는 경우 케리어 농도는 Sn의 농도에의해 박막의 농도가 결정이 되며, 산소 분압이 높을 경우 케리어 농도가감소한다는 모델을 이용하여 가압열처리를 통해 케리어 농도가 증가하고,저항이 감소하는 변화를 확인하였다. 마지막으로 이러한 변화는전자후방산란회절(Electron backscatter diffraction; EBSD) 이미지를통해 결정성과는 무관한 변화임을 확인하였다.

영어초록

We have studied about limiting factors of the resistivity in ITO films annealed at high temperature. AFM and transmittance measurements were used to estimate the surface morphology and the transmittance of the ITO films, respectively. In addition, the electrical properties were investigated by using Hall effect and four probe measurements. The resistivity of the ITO film increased from 1.5 × 10-4Ω·cm to 6 × 10-4 Ω·cm during the annealing at high (600℃)temperature, however, it decreased from 1.5 ×10 -4Ω·cm to 1 × 10 -4Ω·cm during the annealing at high (600 ℃) temperature under Ar 0.2 MPa pressure. We confirmed by using a theoretical model that resistivity and the carrier concentration depended on both oxygen pressure and the Sn concentration. Finally, the electron backscatter diffraction image was used to characterize the crystallinity of the ITO films to make clear that those observations were not caused by an improved crystal quality.

참고자료

· 없음