KR101228592B1 - 투명 전도성 산화막의 표면처리 방법 - Google Patents

투명 전도성 산화막의 표면처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법은, 투명전도성산화막(TCO)이 형성된 기판을 RF 플라즈마 챔버에 인입하는 제1단계와; 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스에 의해 형성된 플라즈마를 이용하여 상기 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리를 수행하는 제2단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스를 이용하여 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)에 대한 플라즈마 표면처리를 수행함에 따라, 투과도 및 전기전도성이 개선된 투명전도성 산화막(TCO)을 얻을 수 있다. 따라서 종래기술에서와 같은 별도의 열처리 공정이 필요없이 저온에서 처리가 가능하므로 열에 약한 플렉시블 소자에도 적용가능한 장점이 있다.

Description

투명 전도성 산화막의 표면처리 방법{Surface treatment method of TCO}
본 발명은 투명전도성산화막(Transparent Conductive Oxide)으로 사용되는 인듐주석산화물의 투과도 및 저항 특성을 향상시키는 표면처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여러 분야의 투명전극으로 사용되는 인듐주석산화물의 투과율을 저해하지 않으면서 낮은 저항을 갖도록 하는 플라즈마 표면처리 방법에 관한 것이다.
현재 디스플레이 산업이 발달하면서 다양한 디스플레이에 대한 수요가 늘어나고 있다. 이에 따라서 투명전도성산화막(TCO)의 필요성이 점차 증가 하고 있으며 TCO는 LED, 터치 패널, LCD 패널, 태양전지, flexible 디스플레이 등에 관련하여 빛의 통과와 전도성 등 두 가지 특성을 동시에 필요로 하는 소자에 다양하게 응용이 가능하다.
투명전도성산화막(TCO)의 재료로 사용되는 물질로써 인듐주석 산화물(ITO)이 대표적이고 이외에도 산화아연을 주성분으로 하면서 인듐과 같은 3가 이온을 첨가한 물질이 사용되고 있다.
이러한 투명전도성산화막(TCO)은 투과도와 전기전도성 향상이 주된 이슈가 되어왔다. 따라서 투과도 및 전기전도성의 개선을 위한 시도가 계속되어 왔다.
이를 위한 종래 기술로는 국내특허등록 제10-0765728호가 있다. 국내특허등록 제10-0765728호는 후처리 공정으로 열처리 및 산소가스 플라즈마 표면처리 등의 공정을 사용하여 투과도 및 전기전도성을 개선하고 있다. 그러나 이러한 종래기술은 플라즈마 처리 이외에 열처리가 동시에 수행하기 때문에 열에 약한 플렉시블한 소자의 경우에 적용이 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 빛의 투과와 전도성 등 두 가지 특성을 모두 필요로 하며, 플렉시블 소자에도 다양하게 응용이 가능한 투명전도성 산화막의 필요성이 많아지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 투명전도성산화막의 표면처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전기전도성과 투과도를 동시에 개선시킬 수 있는 투명전도성산화막의 표면처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 열에 약한 플렉시블한 소자에도 적용가능한 투명전도성산화막의 표면처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법은, 투명전도성산화막(TCO)이 형성된 기판을 RF 플라즈마 챔버에 인입하는 제1단계와; 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스에 의해 형성된 플라즈마를 이용하여 상기 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리를 수행하는 제2단계를 구비한다.
상기 투명전도성산화막(TCO)은 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)일 수 있다.
상기 제2단계에서 상기 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스에는, 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 및 질소(N) 로 이루어진 비활성 가스 군에서 선택된 적어도 하나의 비활성가스가 더 포함될 수 있다.
상기 플라즈마는 유도결합(inductively coupled) 플라즈마 방식, 용량성 결합(capacitive coupled) 플라즈마 방식, 및 전자공명(electron cyclotron resonance) 플라즈마 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 형성될 수 있다.
상기 플라즈마는 유도결합 방식과 용량성 결합 방식을 서로 결합시킨 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 제2단계는 상기 RF 플라즈마 챔버 압력이 1 mTorr ~ 1 Torr인 상태에서 수행될 수 있다.
상기 플라즈마는 유도결합(inductively coupled) 플라즈마 방식에 의해, 상기 RF 플라즈마 챔버 내의 안테나코일에 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 1~3000W의 RF 전력을 인가하고, 상기 RF 플라즈마 챔버 내의 서셉터에는 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 0~500W(0을 포함하지 않음)의 RF 전력을 인가하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스의 혼합비율은 90~10 : 10~90 vol% 인 것이 바람직하다.
상기 인듐주석산화물(ITO)은 내부에 금속나노입자 또는 금속산화물 나노입자들이 삽입될 수 있다.
상기 금속 나노입자는 은(Ag)일 수 있다.
상기 투명전도성산화막(TCO)은 아르곤가스(Ar) 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO)을 재질로 할 수 있다.
상기 투명전도성산화막(TCO)은 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 혼합가스 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO)을 재질로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스를 이용하여 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)에 대한 플라즈마 표면처리를 수행함에 따라, 투과도 및 전기전도성이 개선된 투명전도성 산화막(TCO)을 얻을 수 있다. 따라서 종래기술에서와 같은 별도의 열처리 공정이 필요없이 저온에서 처리가 가능하므로 열에 약한 플렉시블 소자에도 적용가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 산화막의 표면처리 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다.
도 2는 유도결합형 플라즈마 처리장치의 개략도이다.
도 3은 비교예 1의 특성그래프이다.
도 4는 비교예 2의 특성그래프이다.
도 5는 비교예 3의 특성그래프이다.
도 6은 비교예 4의 특성그래프이다.
도 7은 실시예 1의 특성그래프이다.
도 8은 실시예 2의 특성그래프이다.
도 9는 실시예 3의 특성그래프이다.
도 10은 실시예 4의 특성그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 산화막의 표면처리 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 투명전도성산화막(TCO)가 형성된 기판을 도 2에 도시된 바와 같은 플라즈마 처리장치(100)의 반응챔버(130)에 인입한다(S102).
여기서 상기 투명전도성 산화막(TCO)은 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 투명전도성 산화막(TCO)은 아르곤(Ar) 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO) 이거나 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO) 일 수 있다. 일반적으로 인듐주석산화물(ITO)은 아르곤(Ar)을 이용하여 주로 증착하는데 투과도 상승 등의 이유로 산소(O2)를 추)가로 더 흘려주어 증착하는 경우가 많이 있다.
또한 상기 투명전도성 산화막(TCO)은 내부에 금속나노입자 또는 금속산화물 나노입자가 삽입된 구조를 가질 수도 있다. 금속나노입자로는 은(Ag)이 포함될 수 있다.
일반적으로 인듐주석산화물(ITO)은 내부에 Ag가 삽입된 샘플의 경우도 ITO와 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에 인듐주석산화물(ITO) 내부에 다른 물질을 삽입하거나 별도의 층을 형성하여도 일반적인 인듐주석산화물(ITO)과 같은 효과를 얻을 수 있다.
상기 플라즈마 처리장치(100)는 플라즈마(plasma)를 생성하여 증착 또는 에칭 공정을 수행하는 장치이다. 이러한 플라즈마 처리장치(100)는 플라즈마 생성 방식에 따라 용량결합형 플라즈마(CCP, Capacitively Coupled Plasma) 방식과, 유도결합형 플라즈마(ICP, Inductively Coupled Plasma) 방식, 전자공명(electron cyclotron resonance) 플라즈마 방식, 유도결합형 방식과 용량 결합형 방식을 서로 결합시킨 방식으로 구분된다. 본 발명에서는 이들 플라즈마 처리장치(100) 중 어느 하나를 선택하여 플라즈마 표면처리를 수행할 수 있으나, 여기에서는 유도결합형 플라즈마 처리장치를 이용하여 플라즈마 표면처리를 수행하는 경우 만을 설명하기로 한다.
유도결합형 플라즈마 처리장치는, 구조적으로 코일 형태의 안테나 모듈을 구비하며, 안테나모듈에 고주파전력을 인가하여 형성된 유도전기장에 의해서 플라즈마가 발생하고 유지된다. 도 2는 유도결합형 플라즈마 처리장치를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유도결합형 플라즈마 처리장치(100)는 일반적으로 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 RF 플라즈마 챔버인 반응챔버(130)와, 반응챔버(130)의 내부 아래쪽에 마련되어 기판(160)이 안착되는 서셉터(150)와, 반응챔버(130)의 상부에 마련되어 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 안테나 모듈(110)과, 안테나 또는 서셉터(150)에 고주파전력을 공급하는 고주파전원(120)을 구비한다. 이외에 반응챔버(130)에 가스를 공급하기 위한 가스공급관(140) 및 배기펌프(170)가 구비될 수 있다.
이때, 플라즈마 처리장치의 성능은 반응챔버 내에서 전체적인 플라즈마 균일도가 향상될수록 우수하다고 할 수 있는데, 전체적인 플라즈마 균일도는 플라즈마가 생성시키는 전기장을 유도하는 안테나 모듈의 구조 및 배치에 따라 달라진다.
상기 투명전도성산화막(TCO)이 형성된 기판이 상기 플라즈마 처리장치(100)에 인입되면, 플라즈마 표면처리를 수행하게 된다(S104).
플라즈마 표면처리 공정은 상기 플라즈마 처리장치(100)의 안테나 모듈(110)에는 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 RF전력 1~3000W를 인가하고, 상기 서셉터(150)에는 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 RF 전력을 0~500W로 인가함으로써 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스의 플라즈마를 형성한다. 이때 상기 반응챔버(130) 압력은 1 mTorr ~ 1 Torr를 유지한다. 반응챔버(130)의 압력이 1 mTorr 미만일 경우에는 이온 폭격으로 인한 데미지가 발생하는 문제점이 있어 바람직하지 않고, 반응챔버의 압력이 1 Torr를 초과하는 경우에는 라디칼 생성이 적어 반응을 저하시키는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
상기 반응챔버(130) 안에는 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스가 유입되어 있다. 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스의 비율은 다양하게 설정가능하나, 부피비로 수소와 산소의 혼합비는 90~10 : 10~90 인 것이 바람직하다. 수소의 혼합비율이 10vol% 미만(산소의 혼합비율이 90vol% 초과)일 경우에는 산소 대비 수소가 적어 반응성이 작은 문제점이 있어 바람직하지 않고, 수소의 혼합비율이 90vol%를 초과(산소의 혼합비율이 10vol% 미만)일 경우에는 산소 대비 수소가 많아 수소에 의한 반응이 커 투과도가 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
그리고, 상기 반응챔버(130)에는 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스이외에 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 및 질소(N) 로 이루어진 비활성 가스 군에서 선택된 적어도 하나의 비활성가스가 더 포함될 수 있다.
이외에 설명되지 않은 부분은 일반적으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘알려진 플라즈마 처리공정과 동일하다.
상술한 바와 같이, 수소(H2)와 산소(O2) 혼합가스를 이용하여 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)에 대한 플라즈마 표면처리를 수행하게 되면, 투과도 및 전기전도성이 개선된 투명전도성 산화막(TCO)을 얻을 수 있다. 따라서 종래기술에서와 같은 별도의 열처리 공정이 필요없이 저온에서 처리가 가능하므로 열에 약한 플렉시블 소자에도 적용가능한 장점이 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명의 효과를 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 6은 비교예로서 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 나타낸 그래프이다. 비교예에서는 수소(H2)를 65 sccm으로 공급하였으며, 온도는 상온(25℃), 반응챔버의 압력은 5 mTorr로 유지하였다.
도 3은 비교예 1로써 아르곤(Ar) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 3a는 투과도를 나타내고 도 3b는 비저항을 나타낸다.
여기서 레퍼런스 샘플(Ref)은 아르곤(Ar) 또는 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO 또는 금속나노입자(Ag)가 삽입된 ITO의 샘플로 증착 이후에 별도의 플라즈마 표면처리를 실시하지 않은 샘플이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 아르곤(Ar) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교할 때 파워가 200W, 300W, 400W 등으로 증가함에 따라 투과도는 현저히 저하되나 비저항은 약간 감소됨을 알 수 있다.
도 4는 비교예 2로써 아르곤(Ar) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 4a는 투과도를 나타내고 도 4b는 비저항을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 아르곤(Ar) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교할 때 파워가 200W, 300W, 400W 등으로 증가함에 따라 투과도는 현저히 저하되나 비저항은 약간 감소됨을 알 수 있다.
도 5는 비교예 3으로, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 5a는 투과도를 나타내고 도 5b는 비저항을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교할 때 파워가 200W, 300W, 400W 등으로 증가함에 따라 투과도는 현저히 저하됨을 알 수 있다. 비저항의 경우는 레퍼런스 샘플(Ref) 및 200W 플라즈마 처리의 경우에는 비저항이 측정불가할 정도로 매우 높았으나, 파워가 300W 및 400W로 증가할수록 비저항이 매우 개선됨을 알 수 있다.
도 6은 비교예 4로, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착되고 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 5a는 투과도를 나타내고 도 5b는 비저항을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착되고 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교할 때 파워가 200W, 300W, 400W 등으로 증가함에 따라 투과도는 현저히 저하됨을 알 수 있다. 비저항의 경우는 레퍼런스 샘플(Ref) 및 200W 플라즈마 처리의 경우에는 비저항이 측정불가할 정도로 매우 높았으나, 파워가 300W 및 400W로 증가할수록 비저항이 매우 개선됨을 알 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예로서 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 나타낸 그래프이다. 실시예에서는 수소(H2)를 50 sccm, 산소(O2)를 10 sccm으로 공급하였으며, 온도는 상온(25℃), 반응챔버의 압력은 5 mTorr로 유지하였다.
도 7은 실시예 1로, 아르곤(Ar) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 수행한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 7a는 투과도를 나타내고 도 7b는 비저항을 나타낸다.
여기서 레퍼런스 샘플(Ref)은 아르곤(Ar) 또는 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO 또는 금속나노입자(Ag)가 삽입된 ITO의 샘플로 증착 이후에 별도의 플라즈마 표면처리를 실시하지 않은 샘플이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 그래프는 아르곤(Ar) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 수행한 경우에, 투과도는 변화가 없었으나, 수소(H2)와 산소(O2) 플라즈마 처리 파워가 증가 할수록 비저항이 약간 감소됨을 보여준다. 도 3의 수소(H2) 플라즈마 처리의 경우와는 달리, 투과도의 저하가 발생되지 않으면서 비저항이 감소됨을 확인 할 수 있다.
도 8은 실시예 2로, 아르곤(Ar) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 수행한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 8a는 투과도를 나타내고 도 8b는 비저항을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 그래프는 아르곤(Ar) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 수행한 경우에, 투과도는 변화가 거의 없었으나, 수소(H2)와 산소(O2) 플라즈마 처리 파워가 증가 할수록 비저항이 약간 감소됨을 보여준다. 즉 도 4의 수소(H2)가스 만을 이용한 플라즈마 처리의 경우와는 달리, 투과도의 저하가 발생되지 않으면서 비저항이 감소됨을 확인 할 수 있다. 즉 전기전도성이 개선됨을 알 수 있다.
도 9는 실시예 3으로, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 9a는 투과도를 나타내고 도 9b는 비저항을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 비저항이 측정되지 않을 정도로 저항이 높았던 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리 이후에 확연히 비저항이 개선됨을 알 수 있다. 또한 도 4의 수소(H2) 플라즈마 처리 경우와는 달리 투과도 저하가 발생하지 않음을 알 수 있다. 또한 400~500nm 파장대(blue 영역)에서는 투과도가 감소하고 350~400 nm 파장대(real UV)에서와 500~750 nm 파장대 (green~red영역)에서는 투과도가 증가함을 알 수 있다.
도 10은 실시예 4로, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우의 파워에 따른 투과도와 비저항을 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교한 그래프이다. 도 10a는 투과도를 나타내고 도 10b는 비저항을 나타낸다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기에서 증착되며 은(AG)이 삽입된 ITO에 대하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 한 경우, 비저항이 측정되지 않을 정도로 저항이 높았던 레퍼런스 샘플(Ref)과 비교하여 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리 이후에 확연히 비저항이 개선됨을 알 수 있다. 또한 도 5의 수소(H2) 플라즈마 처리 경우와는 달리 투과도 저하가 발생하지 않음을 알 수 있다. 또한 400~500nm 파장대(blue 영역)에서는 투과도가 감소하고 350~400 nm 파장대(real UV)에서와 500~750 nm 파장대 (green~red영역)에서는 투과도가 증가함을 알 수 있다.
결과적으로 도 3 내지 도 6에 나타난 비교예 1 내지 비교예 4를 살펴보면, 수소(H2)가스만을 이용한 플라즈마 처리는 전기전도도는 향상시키나 ITO의 투과도 저하가 매우 심해짐을 알 수 있다.
그러나, 도 7 내지 도 10에 나타난 본 발명이 실시예들의 경우에는 투과도 저하가 발생되지 않은 상태에서 전기전도도 향상이 가능함을 알 수 있다. 그리고 경우에 따라서는 투과도 향상의 효과도 가져올 수 있다. 특히 도 9 및 도 10의 경우와 같이, 아르곤과 산소(Ar+O2) 분위기하에서 증착된 ITO의 경우 그 개선의 효과가 더욱 더 뛰어남을 알 수 있으며, 낮은 투과율을 보이는 UV 영역의 투과도를 매우 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 수행함에 의해 투과도를 저하시키지 않으면서 전기전도도 향상이 가능하며, 투과도 향상의 효과도 있다. 특히 UV 영영에서 투과도 향상의 효과가 크므로, UV LED 등에 적용이 가능하다. 또한 인듐산화물을 기반으로 하는 TCO가 적용되는 LED, LCD 패널 등 반도체 및 디스플레이 산업 전반에 적용이 가능할 뿐만 아니라 열처리 공정과는 달리 상온 공정이므로 열에 약한 플렉시블 소자에도 적용이 가능한 효과가 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110 : 안테나 모듈 120 : 고주파 전원
130 : 반응챔버 140 : 가스공급관
150 : 서셉터 160 : 샘플(기판)

Claims (12)

  1. 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법에 있어서:
    투명전도성산화막(TCO)이 형성된 기판을 RF 플라즈마 챔버에 인입하는 제1단계와;
    수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스에 의해 형성된 플라즈마를 이용하여 상기 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리를 수행하는 제2단계를 구비하되,
    상기 제2단계는, 상기 RF 플라즈마 챔버 압력이 1 mTorr ~ 1 Torr인 상태에서 수행되고, 상기 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스는 부피비율로 상기 수소(H2)가 90~10 % 범위이고 상기 산소(O2)가 10~90 % 범위임을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전도성산화막(TCO)은 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐 옥사이드 기반의 투명전도성산화막(TCO)임을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2단계에서 상기 수소(H2) 및 산소(O2)의 혼합가스에는, 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 및 질소(N) 로 이루어진 비활성 가스 군에서 선택된 적어도 하나의 비활성가스가 더 포함됨을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라즈마는 유도결합(inductively coupled) 플라즈마 방식, 용량성 결합(capacitive coupled) 플라즈마 방식, 전자공명(electron cyclotron resonance) 플라즈마 방식, 및 유도결합 방식과 용량성 결합 방식을 서로 결합시킨 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 형성됨을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라즈마는 유도결합 방식과 용량성 결합 방식을 서로 결합시킨 방식에 의해 형성됨을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라즈마는 유도결합(inductively coupled) 플라즈마 방식에 의해, 상기 RF 플라즈마 챔버 내의 안테나코일에 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 1~3000W의 RF 전력을 인가하고, 상기 RF 플라즈마 챔버 내의 서셉터에는 10 ~ 20 MHz의 주파수를 갖는 0~500W(0을 포함하지 않음)의 RF 전력을 인가하는 방식으로 형성됨을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 인듐주석산화물(ITO)은 내부에 금속나노입자 또는 금속산화물 나노입자들이 삽입됨을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 금속 나노입자는 은(Ag)임을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 투명전도성산화막(TCO)은 아르곤가스(Ar) 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO)을 재질로 함을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 투명전도성산화막(TCO)은 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 혼합가스 분위기에서 증착된 인듐주석산화물(ITO)을 재질로 함을 특징으로 하는 투명전도성산화막(TCO)의 표면처리 방법.
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