Li이 도핑된 ZnO 박막의 구조적 및 전기적 특성

The Structural and Electrical Properties of Li doped ZnO Thin Films

고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 Li이 도핑된 ZnO(ZnO:Li) 박막을 코닝 7059 글라스 기판상에 증착하였다. 도핑량은 스퍼터링용 ZnO타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량을 달리하여 조절하였다. 타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량에 따른 구조적 특성을 XRD, AFM 및 SEM으로 조사하였으며 기판온도, 고주파출력 및 $O_2/Ar$ 가스비에 따른 Li이 도핑된 ZnO박막의 전기적 특성을 조사하였다. 타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량과 증착조건이 막의 구조적 및 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $Li_2CO_3$의 첨가량이 1wt%이하인 타겟으로 기판온도 $200^{\circ}C$, $O_2$/Ar 가스비 100%, 고주파 출력 100W에서 스퍼터된 ZnO:Li 박막이 표면거칠기가 낮은 우수한 표면형상, 강한 c-축 우선배향성 및 $10^8{\Omega}cm$ 이상의 큰 비저항을 보였다.

Lithium doped zinc oxide(ZnO:Li) films are prepared by rf magnetron sputtering on Corning 7059 glass substrate using specifically designed ZnO targets containing different amount of $Li_2CO_3$ powder as the Li doping source. The structural properties of the Li doped ZnO films are investigated by XRD, SEM and AFM. The electrical properties of the ZnO:Li films are measured for various deposition conditions, such as the substrate temperature, $O_2$/Ar gas ratio and rf power. The effects of the $Li_2CO_3$ content in target and the deposition conditions on the structural and electrical properties were studied. When ZnO:Li films were sputtered at the substrate temperature of $200^{\circ}C$, $O_2$/Ar gas ratio of 100% and rf power of 100W with a target containing less than 1wt% content of $Li_2CO_3$, showed good surface morphology, strong c-axis orientation and high resistivity of more than $10^8{\Omega}cm$.