© I H 1ì r s _ B Ä º  ú ª É r \ P % o r ç ß ? /\ + þ A$ í ÷ & 9, s H 9 ) a í ß è_ ÐØ æ Ü ¼ Ð ô Ç ~ à Ì} ? / _ ½ ¨ ¸& h F + þ A$ í Ü ¼ РÒ' Ä »l ) a . Õ ª Q \ P % o r ç ß s U ´# Qt , õ e ç í ß è[ þ t s f ¨ à Ì÷ & " f ~ Ã Ì }
_ l & h : £ ¤$ í õ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ d y ô Ç % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò% 3 .
PACS numbers: 66, 72, 73
Keywords: TCO ~ Ã Ì} , , í ß è, \ P % o , Ô ¦ È Ò" î , l & h , F g < Æ& h : £ ¤$ í
I. " e  ] Ø
LCD (liquid crystal display), PDP (plasma display panel) Õ ªo ¦ OELD (organic electro-luminescence)ü <
° ú
É r FPD (flat panel display) è [ þ t s & h & h @ / & h o,
¦ & ñ x 9 o, i ! s q à º_ 7 £ x A á ¤ Ü ¼ Ð [ O > H d \ , s [ þ t _ È Ò" î F G Ü ¼ Ð 6 x ÷ & ¦ e H TCO (transparent and conductive oxide) ~ à Ì} \ @ /ô Ç ½ ¨ ´ ú §s ' ÷ & ¦ e
. [1–7]
t
F K t TCO ~ Ã Ì} Ü ¼ Ð H Å Ò Ð sputtering ~ ½ ÓZ O \ _ K
] j ) a ITO ~ à Ì} s V , o 6 x ÷ & ¦ e t ë ß , ¦¾ ¡ §| 9 _
ª ô Ç ³ ðr è \ 6 £ x6 x l 0 AK " f H f ¸ ITO ~ Ã Ì} _
´ ú § É r : £ ¤$ í > h s כ ¹½ ¨÷ & ¦ e . ¢ ¸ô Ç þ j H \ H o < Æ
&
h Ü ¼ Ð B Ä º î ß & ñ " f l ¸ ¸ü <, È Òõ Ö ¦ s Ä ºÃ º ô
Ç In
2O
3-ZnO (IZO) ITO\ ¦ @ /^ ½ + É Ã º e H [ j@ /_ TCO Ó ü t| 9 Ð ´ ú § É r ' a d ` ¦ = å J ¦ e . [1,2] IZO ~ Ã Ì} % i r Å
Ò Ð sputtering ~ ½ ÓZ O \ _ K ] j ) a כ s ´ ú §s ½ ¨÷ & ¦ e
t ë ß , f IZO ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç l & h , F g < Æ& h x 9 ½ ¨ ¸& h :
£
¤$ í \ ' aô Ç l í& h & ñ Ð ¸ ú · ú 94 R e t · ú § ¦ e Ü ¼ 9, : £ ¤ y 7 £ x Ã Ì Z O (e-beam evaporation, EBE)\ _ K $ í } ) a IZO ~ à Ì} \ @ /ô Ç ½ ¨ H _ \ O . 7
£
x Ã Ì Z O \ _ K ] j ) a IZO ~ à Ì} \ @ /ô Ç ½ ¨ H í ß oÓ ü t
>
: x_ TCO ~ Ã Ì} [ þ t s / B N l × æ \ " f í ß o\ _ K l & h :
£
¤$ í s $ ÷ & H " é ¶ ` ¦ ¸ H X < B Ä º Ä »6 x . Õ ª
∗
E-mail: [email protected]
s
Ä » H í H à ºô Ç / B N \ " f 7 £ x Ã Ì ) a IZO ~ à Ì} É r í ß
è 9 (oxygen deficiency) M :ë H \ l ¸$ í s B Ä º
±
ú Ü ¼ 9 ¢ - a Ô ¦ È Ò" î ô Ç : £ ¤$ í ` ¦ Ð# ï r . Õ ª Q , s
9
) a í ß è H / B N l × æ \ " f \ P % o H 1 l xî ß B Ä º Â ú ª É r r ç
ß ? /\ ÐØ æ ÷ & " f ~ Ã Ì} _ l & h ¢ ¸ H F g < Æ& h : £ ¤$ í \ B
Ä º y ô Ç % ò ¾ Ó` ¦ Å Òl M :ë H \ í ß è f ¨ Ã Ì\ _ ô Ç ~ Ã Ì} :
£
¤$ í o\ ¦ ¸ H X < e # Q" f B Ä º Ä »e ô Ç õ \ ¦ ] j /
B
N K Å Òl M :ë H s .
: r z ´+ « >\ " f H 7 £ x Ã Ì Z O ` ¦ 6 x # í H à ºô Ç /
B
N \ " f ] j ô Ç Ô ¦ È Ò" î ô Ç IZO ~ Ã Ì} \ @ /K " f, 9 ) a í
ß è\ ¦ ÐØ æ l 0 A # / B N l × æ \ _ Ê ê\ P % o (post- annealing)\ ¦ z ´r % i Ü ¼ 9, s õ & ñ \ " f { 9 # Q H 9 í
ß èü < õ e ç í ß è (excessive oxygens) f ¨ Ã Ì\ _ ô Ç l
&
h , F g < Æ& h : £ ¤$ í o \ P % o : r ¸, \ P % o r ç ß Õ ªo
¦ ~ Ã Ì} ¿ ºa _ < ÊÃ º Ð+ ¸ % i .
II. ÷ m Ç ] M ö
7 £ x à Ì6 x ¿ ` ¦ ] j l 0 A # í H ¸ 99.999
%_ In
2O
3ü < ZnO ì r´ ú ` ¦ Zn_ ¸$ í [Zn/(In+Zn)]s 33 at.% ÷ & ¸2 ¤ D ¥½ + Ë % i . D ¥½ + Ë ) a ì r´ ú É r 500 kg
×
æ/cm
2_ j Ë µÜ ¼ Ð · ú Ã Ì # t 2 £ § 17 mm, Z } s 10 mm_ pellet` ¦ ] j # , 1000
oC_ Ar Û ¼ ì r0 Al \ " f 2r ç ß 1
l
xî ß ¦+ þ A o r ( . Fig. 1 É r IZO ~ à Ì} 7 £ x à Ì` ¦ 0 Aô Ç
- 7 £ x Ã Ì r Û ¼% 7 ` ¦ · p כ s . l ó ø ÍÜ ¼ Ð H corning
-339-
Fig. 1. Schematic diagram of electron-beam evaporation system.
glass 7059\ ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, ¿ Ü ¼ ÐÂ Ò' 17 cm_ o
\
¨ î ' s ÷ & ¸2 ¤ 0 Au r ( . ¸ H ~ Ã Ì} É r © : r \ " f 7 £ x
à Ì÷ &% 3 Ü ¼ 9, s M : $ כ ! Q ? /_ íl / B N ¸ H 10
−5Torr s
¦, ~ ½ ÓØ ¦ À Ó H 9 mA, 5 Å q · ú É r 4 KV Õ ªo ¦ 7 £ x
Ã
ÌÒ ¦ É r 8-10 nm/min Ð Ä »t % i . $ í } ) a ~ Ã Ì} _ ¿ ºa
H α-step (VEECO Co.) õ Spectra Thick 2000` ¦ y y 6
x # 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, ~ Ã Ì} [ þ t_ F g < Æ& h : £ ¤$ í É r UV-VIS spectophotometer (Shimadzu Co.)\ ¦ 6 x # , 200-800 nm_ © % ò % i \ " f F g È Òõ ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . 8 £ ¤& ñ r l ó
ø Í\ @ /ô Ç Ð& ñ \ O s / B N l 8 £ x` ¦ l ï r Ü ¼ Ð % i . l & h :
£
¤$ í Ü ¼ Ð H van der Pauw ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç q $ ½ Ó, î r ì
ø Í 0 l x ¸ Õ ªo ¦ Hall s 1 l x ¸ 1 p x` ¦ ¸ ¦, ~ Ã Ì} _
&
ñ $ í õ ³ ð p [ j ½ ¨ ¸ H scanning electron microscope (SEM, Hitachi S4200) © Ü ¼ РÒ' ì r$ 3 % i . ô Ǽ # : r z
´+ « >\ " f H as-deposited ~ Ã Ì} _ Ê ê\ P % o \ _ ô Ç þ j& h _
IZO ~ Ã Ì} ` ¦ % 3 l 0 AK " f ¿ º 7 á x À Ó_ \ P % o z ´r ) a
. ' Í P : \ P % o H 450-650
oC s _ / B N l × æ \ " f \ P
%
o r ç ß (1 \ P % o )_ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ÷ & 9, ¿ º P : \ P % o
H 1 \ P % o ) a ~ Ã Ì} [ þ t` ¦ 600
oC_ / B N \ " f 10ì r 1 l x î
ß F \ P % o (2 \ P % o ) % i . Fig. 2 H : r z ´+ « >\ " f
6 xô Ç \ P % o © u \ ¦ · p כ s 9, / B N $ כ ! Q\ Â Ò Ã Ì s
0 p x ¸2 ¤ [ O > # , / B N l ¢ ¸ H / B N \ " f 6 x s 0
p
x ¸2 ¤ % i Ü ¼ 9, \ P " é ¶ Ü ¼ Ð H 1 KW_ W-Ï þ á Ô ¿ º> h
\
¦ 6 x # PID : r ¸ ¸] X © u \ # ] j# Q % i
. \ P % o ) a ¸ H ~ Ã Ì} [ þ t_ l & h : £ ¤$ í õ F g < Æ& h : £ ¤$ í
É
r © : r \ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .
Fig. 2. Equipments for (a) connecter between vacuum chamber and heater and (b) heater using W-lamp.
III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý
Fig. 3(a) H / B N \ " f $ í } ) a ¿ ºa É r as-deposited
~ Ã
Ì} [ þ t \ @ /K " f 600
oC_ / B N l × æ \ " f \ P % o ô Ç Ê ê, s [
þ
t_ q $ ½ Ó` ¦ \ P % o r ç ß _ < ÊÃ º Ð+ · p כ s .
as-deposited ~ Ã Ì} [ þ t É r q $ ½ Ós 9 þ t ÷ rë ß m ¢ - a y Ô
¦ È Ò" î ô Ç É r Ò o` ¦ { ¦ e H X <, s H Å Ò Ð í ß è 9 s
Õ ª " é ¶ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . = , / B N \ " f \ P % o ô Ç as-deposited ~ Ã Ì} [ þ t É r ) È Ò" î t · ú §` ¦ ÷ r m q
$
½ Ó ¸ _ t · ú §l M :ë H s . 9 ) a í ß è[ þ t É r \ P
%
o \ ¦ : x K " f G 0 >| 9 Ã º e . " f \ P % o íl B Ä
º Â ú ª É r r ç ß 1 l xî ß q $ ½ Ós & ³$ > y è H כ É r \ P
%
o 1 l xî ß f ¨ à Ì÷ & H í ß è\ _ K ~ à Ì} ? /_ 9 ) a í ß è [
þ
t s G 0 >t l M :ë H s . : £ ¤ y , ¿ ºa 180 õ 250 nm_
~ Ã
Ì} \ @ /K " f y y 47 íü < 1ì r \ " f © ± ú É r q $ ½ Ó` ¦
° ú
H . s M : q $ ½ Ós þ j è ÷ & H \ P % o r ç ß ` ¦ ” þ j
&
h
\ P % o r ç ß (optimum annealing time)” s ô Ç .
þ
j& h \ P % o r ç ß \ " f H ~ à Ì} ? /_ 9 ) a í ß è[ þ t s _ ¸¿ º G 0 >| 9 כ s . ¢ ¸ô Ç \ P % o \ _ ô Ç í ß è f ¨ à Ì
É
r ~ à Ì} ³ ð \ " f Ò' { 9 # Q l M :ë H \ y ~ à Ì} [ þ t_ þ j
&
h
\ P % o r ç ß É r ~ Ã Ì} ¿ ºa \ _ > rô Ç . Õ ª Q þ j& h \ P
%
o r ç ß s Ê ê\ H õ e ç _ í ß è[ þ t s f ¨ à Ì÷ &# Q q $ ½ Ó s
r / å L > 7 £ x ¦, 10ì r s Ê ê\ H í ß è f ¨
à Ìs í o÷ & " f ¿ º ~ à Ì} ¸¿ º q $ ½ Ós _ { 9 & ñ ô Ç כ
`
¦ Ð# ï r . Fig. 3(b) H / B N l × æ \ " f þ j& h r ç ß 1 l xî ß
\ P
% o ) a IZO ~ Ã Ì} [ þ t_ F g È Òõ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç כ s
. q §\ ¦ 0 AK as-deposited ~ Ã Ì} _ È Òõ Û ¼& 7 à Ô! 3 ¸
? /% 3 . as-deposited ~ Ã Ì} É r ¸ H 8 £ ¤& ñ © \ e # Q
"
f 0 %_ F g È Òõ Ö ¦` ¦ ? / H ¢ - a Ô ¦ È Ò" î ^ e ` ¦ Ð
Fig. 3. (a)Resistivity as functions of annealing time and (b) optical transmission spectra after their optimum an- nealing times at 600
oC in air for as-deposited opaque films with different thickness.
#
Å Ò H ì ø Í , \ P % o ) a ~ Ã Ì} [ þ t É r r F g % ò % i \ " f 85 % s
© _ ¨ î ç H È Òõ Ö ¦` ¦ Ð# ï r . " f as-deposited ~ Ã Ì }
[ þ t É r / B N l × æ \ " f \ P % o H 1 l xî ß Õ ª[ þ t_ þ j& h \ P % o
r ç ß \ " f y y þ j è q $ ½ Ó` ¦ ° ú H 1 l x r \ _ ¢ - a y
È Ò" î K t H כ ` ¦ · ú Ã º e .
Fig. 4 H ¿ ºa 250 nm as-deposited ~ Ã Ì} _ \ P % o r
ç ß \ É r SEM © ` ¦ · p כ s . \ P % o H 600
oC _
/ B N l × æ \ " f z ´r ÷ &% 3 . as-deposited ~ Ã Ì} \ " f H ½ ¨
¸ ª _ & ñ w n [ þ t s x 9 | 9 > ³ ð $ í © ` ¦ Å Ò ¸ H כ
`
¦ ^ ¦ Ã º e . Õ ª Q \ P % o r ç ß s 7 £ x < Ê\ ³ ð
\ [ tØ ¦ ) a & ñ w n [ þ t É r " f Ð ½ + Ë# î # & ñ w n ç ß _ â
>
Bp K t " f ³ ð s ¨ î ò ø ÍK t H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e .
Õ
ªo ¦ þ j& h r ç ß (1ì r) 1 l xî ß \ P % o ) a ~ Ã Ì} \ " f H # Q* ô
Ç Ì º§  ô Ç & ñ w n ¸ ' a8 £ ¤ ÷ &t · ú §Ü ¼ 9, + þ A& h q & ñ | 9
¸ ª ` ¦ ^ ¦ Ã º e . s ü < ° ú s \ P % o r ç ß \ É r ~ Ã Ì}
³
ð _ p [ j½ ¨ ¸ o ÐÂ Ò' 6 £ § õ ° ú É r z ´` ¦ \ V8 £ ¤
½ +
É Ã º e . / B N l × æ \ " f \ P % o ) a as-deposited ~ Ã Ì} É r þ
j& h \ P % o r ç ß 1 l xî ß 9 ) a í ß è[ þ t s G 0 >f Ü ¼ Ð+ ,
Fig. 4. Typical SEM images of (a) as-deposited film and the films annealed at 600
oC in air for (b) 10 sec and (c) 1 min.
½
¨ ¸& h F + þ A$ í (structural reformation)\ _ ô Ç D h Ðî r î
ß & ñ © I (a new stabile state)\ ¦ ° ú H כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .
s
© I \ " f ¸ H ~ Ã Ì} [ þ t É r þ j& h _ l ¸ ¸\ ¦ t
H 1 l x r \ ¢ - a ô Ç È Ò" î ^ ) a . Õ ª Q þ j& h \ P % o r ç
ß s íõ ÷ & , î ß & ñ © I \ e H IZO ~ Ã Ì} _ & ñ w n â
>
³ ð (grain boundary surface)\ õ e ç _ í ß è[ þ t s f ¨
à Ì÷ & 9, s H barrier height_ 7 £ x \ ¦ íA ¦, Õ ª õ
î rì ø Í [ þ t_ y è Ð # q $ ½ Ós 7 £ x H כ Ü
¼ Ð ^ ¦ Ã º e . & ñ w n â > ³ ð \ " f_ õ e ç í ß è f ¨ Ã Ì
\
_ ô Ç î rì ø Í 0 l x ¸_ y è H s p sputtering ~ ½ Ó Z O
\ _ K $ í } ) a IZO ~ Ã Ì} \ " f ¸ # Q Ð ¦ ) a e
. [1,2,13,14]
Fig. 5(a) H / B N \ " f $ í } ) a ¿ ºa É r as-deposited
~ Ã
Ì} [ þ t \ @ /K " f, / B N l × æ \ " f 1ì r 1 l xî ß \ P % o ô Ç Ê ê, y
~ Ã
Ì} [ þ t_ q $ ½ Ó` ¦ \ P % o : r ¸_ < ÊÃ º Ð · p כ s
. # l " f \ P % o r ç ß ` ¦ 1 ì r Ü ¼ Ð ] jô Çô Ç כ É r 0 p xô Ç ô
Ç õ e ç í ß è_ f ¨ Ã Ì` ¦ C ] j # , þ j è q $ ½ Ó` ¦ % 3 l 0
Aô Ç þ j& h _ \ P % o : r ¸\ ¦ ¸ l 0 AK " fs . þ j è
Fig. 5. (a) Resistivity of the annealed films at various temperatures in air for 1 min (1st annealed films) with different thickness and (b) the resistivity changes of the 1st annealed films due to re-annealing at 600
OC in vac- uum for 10 min (2nd annealing).
q
$ ½ Ó` ¦ ? / H \ P % o : r ¸ ~ Ã Ì} ¿ ºa \ q Y V
H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . ¿ ºa 180, 250, 300 nm_ ~ Ã Ì} [ þ t
\
@ /K " f þ j è q $ ½ Ó É r y y 550, 600, 650
oC s . { 9
&
ñ ô Ç \ P % o r ç ß \ " f þ j è q $ ½ Ó` ¦ ? / H \ P % o
: r ¸[ þ t` ¦ ” þ j& h \ P % o : r ¸ (optimum heat treatment temperature)” Ð l Õ ü t½ + É כ s .
þ
j& h \ P % o : r ¸ ~ Ã Ì} ¿ ºa \ q Y V H כ É r \ P % o
1 l xî ß , í ß è f ¨ à Ìs ~ à Ì} ³ ð \ " f Ò' { 9 # Q Z O ß ¼ % ò
%
i Ü ¼ Ð & h S X í ß ÷ &# Q l M :ë H s . Fig. 5(b) H / B N l
×
æ \ " f 1ì r 1 l xî ß \ P % o (1 \ P % o ) ) a ~ Ã Ì} ` ¦ 600
oC _ / B N \ " f 10ì r 1 l xî ß F \ P % o (2 \ P % o )ô Ç Ê ê,
o ) a q $ ½ Ó` ¦ 1 \ P % o : r ¸_ < ÊÃ º Ð · p כ s
. as-deposited ~ Ã Ì} É r 2 \ P % o \ _ K " f q $ ½ Ós
_ t · ú § H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, s H · ú ¡\ " f
/ å Lô Ç as-deposited ~ Ã Ì} _ Ô ¦ È Ò" î $ í õ ± ú É r l ¸
$ í
s í ß è 9 \ _ ô Ç כ e ` ¦ { 9 7 £ x K ï r . Õ ª Q 1
\ P
% o ) a ~ Ã Ì} [ þ t É r 2 \ P % o Ê ê q $ ½ Ós & ³$ > y
Fig. 6. Optical transmission spectra of (a) the 1st an- nealed films with a thickness of 250 nm and (b) the 2nd annealed films.
èô Ç כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . : £ ¤ y , 2 \ P % o \ _ ô Ç þ j è q
$
½ Ó É r 1 \ P % o \ " f õ e ç f ¨ Ã Ì ) a ( þ j& h \ P % o : r ¸ s
© _ ) ~ Ã Ì} [ þ t \ > " f 9, 2 \ P % o Ê ê s [ þ t_ q
$ ½ Ó É r 1.3 × 10
−3Ω ·cms . s ü < ° ú É r 2 \ P % o \ _
ô Ç q $ ½ Ó_ y è H 1 \ P % o \ " f & ñ w n â > ³ ð
\ f ¨ à Ì÷ &# Q e ~ õ e ç í ß è[ þ t s ] j ÷ & " f, barrier height y è\ _ ô Ç î rì ø Í _ 7 £ x Ð [ O " î ½ + É Ã º e
. s ü < ° ú É r õ H Fig. 3(a) \ " f õ e ç Ü ¼ Ð f ¨ Ã Ì ) a ~ Ã Ì }
[ þ t ( þ j& h \ P % o r ç ß s © _ ~ Ã Ì} [ þ t)_ q $ ½ Ó % i r 2 \ P % o Ê ê, 1.3 × 10
−3Ω · cm_ þ j è q $ ½ ÓÜ ¼ Ð y
è H כ s S X ÷ &% 3 . ô Ǽ # , 1 \ P % o \ " f þ j& h : r
¸ s _ ~ Ã Ì} [ þ t É r 9 ) a í ß è Ø æì r y G 0 >t t · ú §
¤6 £ § \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦, 2 \ P % o Ê ê q $ ½ Ós è y è
H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . s H 2 \ P % o õ & ñ \ " f H 8 s
© _ í ß è f ¨ Ã Ìs { 9 # Q± ú Ã º \ O H & h ` ¦ ¦ 9 , ~ 1
>
s K ÷ &t · ú § H . Õ ª Q 1 \ P % o õ & ñ \ " f ~ Ã Ì}
³
ð Ü ¼ ÐÂ Ò' f ¨ Ã Ì ) a í ß è[ þ t s ~ Ã Ì} ? /Â Ò Ð Ø æì r y S X í
ß ÷ &t · ú § ¦, ~ Ã Ì} ³ ð s » ¡ ¤& h ÷ &# Q e [ O " î s
0 p x . s H Fig. 7 \ " f Ð [ jy [ O " î | ¨ c כ s
Fig. 7. Models for the distributions of the deficient and excessive oxygens adsorbed from the surface of the films during (a) the 1st heat treatment and (b) the 2nd heat treatment.
. Fig. 6 (a)ü < (b) H # Q : r ¸\ " f 1 \ P % o ô Ç ~ Ã Ì }
õ s [ þ t` ¦ r 2 \ P % o ô Ç ~ Ã Ì} [ þ t_ F g È Òõ Û ¼& 7 à
Ô! 3 ` ¦ y y · p כ s . # l " f 6 xô Ç as-deposited
~ Ã
Ì} _ ¿ ºa H 250 nm Ð+ , Fig. 5_ r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç כ s
. 1 \ P % o _ â Ä º, F g È Òõ ¸ H \ P % o : r ¸ 7 £ x
< Ê\ & ³$ > 7 £ x 9, þ j& h \ P % o : r ¸ (600
o
C)\ ¦ ° ú H ~ Ã Ì} É r r F g % ò % i \ " f ¨ î ç H 85 % s © _ È
Òõ Ö ¦` ¦ Ð# Å Ò H ì ø Í , 500
oC \ " f \ P % o ) a ~ Ã Ì} É r
¨ î
ç H È Òõ Ö ¦ s 60 %\ ¸ 3 l w p u H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . Õ ª
Q þ j& h \ P % o : r ¸\ ¦ ° ú H ~ Ã Ì} _ F g È Òõ Ö ¦ É r 2
\ P
% o Ê ê\ ¸ _ t · ú § H ì ø Í , þ j& h : r ¸ s _
~ Ã
Ì} [ þ t É r 2 \ P % o Ê ê F g È Òõ Ö ¦ s & ³$ > 7 £ x 9, : £ ¤ y 500
oC \ " f 1 \ P % o ) a ~ Ã Ì} \ " f ß ¼> 7 £ x ô
Ç כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . s õ H Fig. 7_ \ P % o \ ¦ : xô Ç
~ Ã
Ì} ? /_ í ß è f ¨ Ã Ì © I \ @ /ô Ç ¸4 S q` ¦ : x K " f [ O " î | ¨ c Ã
º e .
Fig. 7 (a) H 1 \ P % o \ " f \ P % o : r ¸\ É r ~ Ã Ì}
?
/_ í ß è f ¨ Ã Ì © I \ ¦ Õ ªo ¦ (b) H 2 \ P % o \ _ ô Ç Z O
ß ¼ % ò % i Ü ¼ Ð_ í ß è S X í ß © I \ ¦ © & h Ü ¼ Ð · p
כ
s . As-deposited ~ Ã Ì} _ â Ä º, í ß è 9 s ~ Ã Ì} _
% ò % i \ " f l M :ë H \ ¢ - a Ô ¦ È Ò" î . s Ô ¦ È Ò
"
î ô Ç ~ Ã Ì} É r 2 \ P % o Ê ê\ ¸ Ô ¦ È Ò" î ô Ç © I Õ ª@ /
Ð Ä »t ÷ & H X <, s H 9 ) a í ß è\ ¦ ÐØ æ½ + É Ã º e H õ
&
ñ s \ O l M :ë H s . " f Ô ¦ È Ò" î ô Ç ~ Ã Ì} [ þ t s È Ò" î
>
÷ &l 0 AK " f H 1 \ P % o \ " f 9 ) a í ß è[ þ t s G 0 >4 R 9, s H \ P % o : r ¸ 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ ´ òÖ ¦& h Ü ¼
Ð s À Ò# Q| 9 כ s . Õ ª Q 500
oC \ " f 1 ì r 1 l xî ß ë ß \ P
%
i (deficient oxygen filled region)s 7 £ x " f, ~ Ã Ì} _ F
g È Òõ Ö ¦ õ q $ ½ Ós ¾ Ó © ÷ & H כ Ü ¼ Ð [ O " î ½ + É Ã º e .
ô
Ǽ # þ j& h : r ¸ ¢ ¸ H Õ ª s © _ : r ¸\ " f \ P % o ) a ~ à Ì} [
þ
t_ â Ä º H 9 ) a í ß è[ þ t s @ /Â Òì r G 0 >t t ë ß ~ Ã Ì}
³
ð ¢ ¸ H ? /Â Ò\ f ¨ Ã Ì ) a õ e ç í ß è_ > r F H Ô ¦ x ½ + É
כ
s . = , 1 \ P % o 1 l xî ß ~ Ã Ì} ³ ð \ " f_ í ß
è f ¨ à Ìõ S X í ß õ & ñ Õ ªo ¦ \ P % o : r ¸ü < \ P % o r ç ß
`
¦ ¦ 9 õ e ç í ß è_ f ¨ Ã Ì` ¦ ¢ - a y C ] j l H z
´ © z ´+ « >& h Ü ¼ Ð Ô ¦ 0 p x l M :ë H s . " f þ j& h : r
¸ s © \ " f \ P % o ) a ~ Ã Ì} [ þ t_ q $ ½ Ós 2 \ P % o Ê ê y
èô Ç כ É r ~ Ã Ì} ? /\ f ¨ Ã Ì ) a õ e ç í ß è[ þ t s ] j ÷ &% 3 l
M :ë H s . Õ ª Q 2 \ P % o \ _ ô Ç õ e ç í ß è_ ] j
H r F g % ò % i \ " f_ ¨ î ç H È Òõ Ö ¦ \ H ß ¼> % ò ¾ Ó` ¦ Å
Òt · ú § H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e .
s
© _ z ´+ « > õ РÒ' 7 £ x à ÌZ O \ _ K $ í }
)
a IZO ~ Ã Ì} _ Ê ê\ P % o \ _ ô Ç l & h : £ ¤$ í õ F g < Æ& h :
£
¤$ í ` ¦ r ô Ç כ ¹ ¦ s \ @ /ô Ç ÐØ æ [ O " î É r 6 £ § õ
° ú . As-deposited (Ô ¦ È Ò" î ô Ç) ~ Ã Ì} É r 500
oC s © _ /
B
N l × æ \ " f \ P % o H 1 l xî ß # Q " D h Ðî r î ß & ñ © I
\
" f þ j& h _ l ¸ ¸\ ¦ ° ú H 1 l x r \ ¢ - a y È Ò" î K
. s D h Ðî r î ß & ñ © I H B Ä º  ú ª É r r ç ß ? /\ ¸² ú
9, ~ Ã Ì} ? /_ ¸ H 9 í ß è[ þ t s ¢ - a y G 0 > © I
\
¦ _ p ô Ç . Õ ª Q \ P % o r ç ß s U ´# Qt õ e ç _ í ß
è f ¨ à Ì÷ &# Q l ¸ ¸ ß ¼> y è > ) a . # l
"
f D h Ðî r î ß & ñ © I \ @ /ô Ç ÐØ æ [ O " î Ü ¼ Ð+ 6 £ § õ ° ú s
Æ Ò : r½ + É Ã º e . As-deposited (Ô ¦ È Ò" î ô Ç) ~ Ã Ì} É r í ß
è 9 M :ë H \ ¢ - a ô Ç In
2O
3-ZnO ~ Ã Ì} Ü ¼ Ð Ðl H # Q
9Ä º 9, z ´ © ZnOü < In F K5 Å q ¢ ¸ H InO 1 p x s D ¥½ + Ë ) a ~ Ã Ì }
Ü ¼ Ð ç ß Å Ò½ + É Ã º e . " f \ P % o \ _ ô Ç D h Ðî r î ß
&
ñ © I H In F K5 Å q_ í ß o (oxidation of In metal)\ _ K
½ ¨ ¸& h Ü ¼ Ð F + þ A$ í ) a ¢ - a ô Ç IZO ~ Ã Ì} _ + þ A$ í é ß >
Ð Æ Ò8 £ ¤½ + É Ã º e . Õ ª Q & ³F z ´+ « >ë ß Ü ¼ Ð H In_ > r F
\
¦ S X l H # Q 9Ä º 9, 8¹ ¡ ¤ s X- r] X J _ ì r$ 3
Ü
¼ ÐÂ Ò' ¸ IZO ~ Ã Ì} _ q & ñ | 9 $ í | 9 M :ë H \ In_ > r F
\
¦ S X t 3 l wÙ þ ¡ . " f In_ > r F \ ¦ Ð " î S X > [ O
" î l 0 AK " f H XPS, SIMS ¢ ¸ H EDX 1 p x \ _ ô Ç ¸
$ í
ì r$ 3 õ ° ú É r 8 [ jx 9 ô Ç z ´+ « >s כ ¹½ ¨÷ &t ë ß , 7 £ x
Ã
Ì ) a ITO ~ Ã Ì} _ â Ä º, In_ > r F ITO ~ Ã Ì} _ l & h :
£
¤$ í \ ´ ú § É r % ò ¾ Ó` ¦ p u ¦ e H ½ ¨[ þ t s s p ´ ú §s
Ð ¦ ÷ &# Q e .
IV. + s Ç Â ] Ø
7 £ x à ÌZ O \ _ K / B N \ " f $ í } ) a IZO ~ à Ì} [ þ t É r Ô
¦ È Ò" î 9, ± ú É r l ¸$ í ` ¦ ° ú H X <, s H ~ Ã Ì} ? /_ í
ß è 9 M :ë He s µ 1 ß) & . 9 ) a í ß è[ þ t É r 450
oC s
© _ / B N l × æ \ " f \ P % o H 1 l xî ß B Ä º Â ú ª É r r ç ß ? /
\
G 0 >t " f, ~ Ã Ì} [ þ t É r ½ ¨ ¸& h F + þ A$ í \ _ ô Ç D h Ðî r î
ß & ñ © I \ ¦ ° ú > ) a . s î ß & ñ © I \ " f ~ Ã Ì} [ þ t É r þ j& h _
l ¸$ í ` ¦ ° ú H 1 l x r \ È Ò" î K . Õ ª Q þ j& h
\ P
% o r ç ß ` ¦ íõ , õ e ç _ í ß è[ þ t s ~ Ã Ì} ? /\ f ¨
à Ì÷ & " f q $ ½ Ós ß ¼> 7 £ x ô Ç . Õ ªo ¦ õ e ç f ¨ Ã Ì ) a í
ß è[ þ t É r 600
oC_ / B N \ " f z ´r ) a 2 \ P % o \ _ K ]
j H d Ü ¼ Ð+ , IZO ~ Ã Ì} _ D h Ðî r î ß & ñ © I r r 4
¤| ¨ c à º e 6 £ § ¸ S X ÷ &% 3 . Õ ª Q Ê ê\ P % o \ _ ô Ç í ß
è f ¨ Ã Ì É r \ P % o r ç ß , \ P % o : r ¸ Õ ªo ¦ ~ Ã Ì} ¿ ºa \
y > l M :ë H \ z ´ © þ j& h _ IZO ~ Ã Ì}
`
¦ % 3 l 0 Aô Ç \ P % o ¸| ` ¦ ¹ 1 Ôl H ~ 1 t · ú § ¤ . Õ ª Q
7 £ x Ã Ì Z O \ _ ô Ç ª | 9 _ IZO ~ à Ì} ` ¦ % 3 l 0 AK " f
H / B N Ð H & h ] X ô Ç í ß è ì r0 Al \ " f 7 £ x Ã Ì H כ s
| Ã Ðf 9, s H Ê ê\ P % o õ & ñ \ O s z ´6 x 0 p xô Ç IZO
~ Ã
Ì} ] j s 0 p x½ + É כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .
P c
p 8 ý ò k >
: r ½ ¨ H ô Dz D G í ß \ O l Õ ü t F é ß _ t % i | Ä Ìí ß \ O $ 3 ·~ à Ì
½ ¨ § 4 ª $ í \ O \ _ K t " é ¶ ) a כ e .
Y c
p w à U Ø ô
[1] S-Y Sohn, H-M Kim, S-H Prk and J-J Kim, SAEMULLI 46, 332 (2003).
[2] K-H Kim, S-H Park, J-J Kim and H-M Kim, SAEMULLI 46, 213 (2003).
[3] K. Yanakawa, Y. Ohki, T. Omata, H. Hosono, N.
Ueda and H. kawazoe, Appl. Phys. Lett. 65, 406 (1994).
[4] T. Minami, H. Hosohara, S. Takada and H. sato, Jpn. J. Appl. Phys. 33, L1693 (1994).
[5] T. Minami, S. Takada, T. Kakumu and H. Sonohara, Thin Solid Films, 270, 22 (1995).
[6] K. L. Chopra, S. Major and D. K. Pandya, Thin Solid Films 102, 1 (1983).
[7] S. Takata, T. Minami and H. Nanto, Thin Solid Films 135, 183 (1986).
[8] T. Minami, J. Vac. Sci. and Technol. A 7, 1765 (1999).
[9] T. Minami, T. Kakumu and S. Takata, J. Vac. Sci.
and Technol. A 14, 1704 (1996).
[10] H. Hiramatsu, W. S. Seo and K. Koumoto, Chem.
Mater. 10, 3033 (1998).
[11] Y. Yan, S. J. Pennycook, J. Dai, R. P. H. Chang, A.
Wang and T. J. Marks, Appl. Phys. Lett. 73, 2585 (1998).
[12] T. Minami, T. Miyata and T. Yamamoto, J. Vac.
Sci. and Technol. A 17, 1822 (1999).
[13] J.-K. Lee, H.-M. Kim, S.-H. Park, J.-J. Kim, B.- R. Rhee and S.-H. Sohn, J. Appl. Phys. 92, 5761 (2002).
[14] H.-M. Kim, J.-S. Ahn and K.-C. Je, Jpn. J. Appl.
Phys. 42, 5714 (2003).
[15] E.Burstein, Phys. Rev. 93, 632 (1954).
beam evaporation technique. The films deposited in vacuum were opaque and poorly conductive due to an oxygen deficiency. To compensate for the oxygen deficiency, we annealed the opaque films in air. During the heat treatment, the opaque films had their best conductivity after transitioning to a new stabile state, simultaneously, they become transparent. The new stabile state was reached after a very short annealing time and was caused by a structural change due to the oxygen deficiency being compensated for. If the film is, however, annealed for a long time, excessive oxygens are adsorbed into the films and seriously affect the electrical and the optical properties.
PACS numbers: 66, 72, 73
Keywords: TCO films, Electron-beam, Oxygen, Heat treatment, Opque, Electrical and optical properties.
∗
