SnO/Sn 혼합 타겟으로 스퍼터 증착된 SnO 박막의 열처리 효과

Study of the effect of vacuum annealing on sputtered SnxOy thin films by SnO/Sn composite target

SnO:Sn(80:20 mol%) 혼합 타겟을 이용한 RF 반응성 스퍼터링으로 투명하고 전도성이 있는 $Sn_xO_y$ 박막을 증착하였다. 혼합 타겟은 화학적으로 안정한 조성과 높은 투과도를 주는 세라믹 타겟과 Sn과 산소의 반응성 증착으로 박막내 구조적 결함 조절이 용이한 금속 타겟의 장점을 고루 택하고 있다. 산소 분압 0%~12% 구간에서 박막을 증착하였으며, 증착 후 300℃에서 1시간 동안 진공 열처리를 진행하였다. Sn 함량이 많은 $P_{O2}=0%$의 경우를 제외하고 모든 시편들은 열 처리 전후에 80~90% 이상의 투과도를 보였으며, 안정된 p형 $Sn_xO_y$ 박막은 $P_{O2}=12%$에서 확인하였고, $P_{O2}=12%$에서 열 처리 후 캐리어 농도와 이동도는 각각 6.36×10¹⁸cm⁻³와 1.02cm²V⁻¹s⁻¹ 이었다.

Conductive $Sn_xO_y$ thin films were fabricated via RF reactive sputtering using SnO:Sn (80:20 mol%) composite target. The composite target was used to produce a chemically stable composition of $Sn_xO_y$ thin film while controlling structural defects by chemical reaction between tin and oxygen. During sputtering pressure, RF power, and substrate temperature were fixed, and oxygen partial pressure was varied from 0% to 12%. Annealing process was carried out at $300℃$ for 1 hour in vacuum. Except $P_{O2}=0%$ sample, all samples showed the transmittance of 80~90% and amorphous phase before and after annealing. Electrically stable p-type $Sn_xO_y$ thin film with high transmittance was only obtained from the oxygen partial pressure at 12%. The carrier concentration and mobility for the $P_{O2}=12%$ were 6.36×10¹⁸cm⁻³ and 1.02cm²V^⁻¹s⁻¹ respectively after annealing.