RTA와 RIE 처리된 IGZO 박막의 적외선 분광 연구 = Infrspectroscopy of IGZO thin film treated by RTA and RIE methods
저자
발행사항
서울 : 서울시립대학교, 2011
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울시립대학교 일반대학원 : 물리학과 2011. 2
발행연도
2011
작성언어
한국어
주제어
KDC
420 판사항(4)
발행국(도시)
서울
형태사항
31p : 삽도 ; 26cm.
일반주기명
지도교수:최은집
참고문헌 : p.26-28
소장기관
RF Magneton Sputtering을 이용하여, Sapphire substrate 위에 130nm 두께의 IGZO 박막을 증착 하였다. 그 이후에 길러진 IGZO/Sapphire 필름에 RTA(Rapid Thermal Annealing)와 RIE(Reactive-ion etching) 공정을 수행하였다. 100~900도의 온도에서 각각 30초간 RTA 처리된 시료들의 밴드갭은 분광 실험으로부터 얻어진 흡수율과 선형적 외삽법을 이용하여 계산 되었다. 밴드 에너지 갭은 3.1eV(공정 전)에서 3.53eV(900도 RTA)까지 상승하였고, AFM 분석을 통해 RTA 온도가 상승함에 따라 grain size가 커지는 것을 볼 수 있었다. 또한 적외선 분광 분석을 통해, 500도 미만에서 수행된 RTA 공정으로 만든 시료들 + As-treated 시료 (시료Ⅰ)와 500도 이상에서 수행된 RTA 공정으로 만든 시료들 (시료Ⅱ)간의 차이를 구분하였다. 즉, 7000Cm-1에서 보다 작은 영역으로의 투과율은 시료Ⅰ의 경우에는 급속하게 떨어지는 모습을 보이지만, 시료Ⅱ 경우에는 떨어지지 않고 유지되는 모습을 보였다. 그 이유는 ZnO와 관계된 Phonon이 IGZO 박막내부의 온도와 상(Phase)의 변화에 영향을 받았기 때문으로 추측된다. 또한, RTA 공정은 IGZO박막을 보다 더 넓은 범위에서 투과가 가능하게 해줌으로써 TFT소자로써 이용되기에 유리하도록 해준다.
더보기We fabricated the 130nm IGZO thin film on Sapphire substrate by using RF magneton Sputtering. Poly-Crystatline In2Ga2ZnO7 target was used, and Sputtering Power was 200W, Process pressure was 5m torr, O2/Ar partial ratio was 0.005. Also, We performed ERD-RBS to confirm IGZO thin film’s quality. Then, we performed RTA and RIE methods on IGZO/Sapphire film. We kept uniform gas ambient(under N2 gas) and partial pressure during RTA process in little oxygen atmosphere. Also, through RIE process, we performed H2 plasma to IGZO thin film. For optical analysis, we used UV/Vis/NIR Spectrophotometer(Varian Cary500scan) and Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR), photoluminescence(PL). Also, the effects of RTA treatment on the structural properties were studied by using XRD(X-ray diffraction) and AFM(Atomic force microscopy). According to processes, the shape and position of IGZO thin films were changed due to thermal effect by RTA because oxygen vacancies or defects were occurred and the optical band energy gap was increased by increasing RTA temperatures. Also, the changes of phase in IGZO thin film were observed.
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