자기제한적 표면반응에 의한 ZnO 박막성장 및 기판온도에 따른 박막특성

이두형; 권새롬; 이석관; 노승정

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이두형 권새롬 이석관 노승정 (단국대학교)

저널정보: 한국진공학회(ASCT) Applied Science and Convergence Technology 한국진공학회지 제18권 제4호

발행연도: 2009.7

수록면: 296 - 301 (6page)

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ZnO에 대한 박막증착 연구를 위하여 유도결합 플라즈마 원자층박막증착(inductively coupled plasma assisted atomic layer deposition: ICP-ALD) 장치를 제작하고, 장치에 대한 기본 공정조건을 설정하기 위하여 플라즈마를 유도하지 않은 상태에서 p-type Si(100) 기판 위에 ZnO 박막을 증착하는 다양한 실험을 수행하였다. Zn 전구체(precursor)로는 Diethyl zinc[Zn(C₂H?)₂, DEZn]를, 반응가스(reaction gas)로는 H₂O를, 캐리어(carrier) 및 퍼지가스(purge gas)로는 Ar을 사용하였다. 기판온도 150℃에서 DEZn, H₂O, Ar의 공급시간을 변화시켜가면서 자기제한적 표면반응(self-limiting surface reaction)에 의한 박막성장조건을 성공적으로 유도하였다. 기판온도를 변화시켜가면서(90~210℃) 증착실험을 반복하여, 본 장치에 대한 ALD 공정온도(thermal ALD process window)를 확립하고 성장된 ZnO박막에 대한 증착특성, 결정성, 불순물 및 내부조성비 등을 조사하였다. ALD 공정온도는 기판온도 110~190℃로써 이 구간에서의 박막 평균증착률은 0.29 ㎚/cycle로 일정하게 나타났다. 기판온도가 높아질수록 결정성이 향상되어 ZnO(002) 피크가 우세하였다. 모든 ALD 공정온도에서 Zn와 O로만 구성된 고순도의 ZnO 박막을 실현하였는데, 온도가 높아질수록 Zn와 O의 비가 1에 근접하며 안정된 hexagonal wurtzite ZnO 구조의 박막이 성장되었다.

#ZnO 박막 #Atomic layer deposition(ALD) #기판온도 #결정성 #조성비율 #ZnO thin film #Substrate temperature #Crystallinity #Composition ratio

참고문헌 (22)

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1. [학술지(정기간행물)] - M. S. Oh / 2009 / / Adv. Funct. Mater 19 : 726 ~

2. [학술지(정기간행물)] - 임유승 / 2008 / FTS법으로 제작한 Ag/ZnO 박막의 전기적, 광학적 특성 / 한국진공학회지 17 (2) : 102 ~ 108

3. [학술지(정기간행물)] - 강만일 / 2008 / 산소분압비에 따른 ZnO 박막의 성장특성 / 한국진공학회지 17 (3) : 204 ~ 210

4. [학술지(정기간행물)] - 류혁현 / 2009 / 수열합성법으로 성장된 산화 아연 나노로드의 전구체농도에 따른 구조적, 광학적 특성 연구 / 한국진공학회지 18 (1) : 73 ~ 78

5. [학술지(정기간행물)] - P. F. Carcia / 2003 / / Appl. Phys. Lett 82 : 1117 ~

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