KR20080006812A - Bi-layer ito film deposition method and bi-layer ito film prepared by the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법을 순서대로 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram sequentially showing an ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 제1 ITO막의 우선배향 방향을 나타내는 개략도이다. Figure 2a is a schematic diagram showing the preferred orientation of the first ITO film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 제1 ITO막의 표면 형상을 나타내는 개략도이다. Figure 2b is a schematic diagram showing the surface shape of the first ITO film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 표면 형상을 나타낸 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이다.FIG. 3 is a TEM (Transmission Electron Microscope) photograph showing the surface shape of an ITO bilayer manufactured by the ITO bilayer deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 AFM(Atomic Force Microscope) 사진이다.4 is an AFM (Atomic Force Microscope) photograph of an ITO bilayer manufactured by an ITO bilayer deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막을 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating an ITO bilayer according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실험예 및 비교예들에 따른 ITO막의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.6A to 6D are scanning electron microscope (SEM) photographs of ITO membranes according to experimental and comparative examples of the present invention.
도 7은 본 발명의 실험예 및 비교예들에 따른 ITO막의 RMS(Root Mean Square) 값을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the results of measuring the root mean square (RMS) value of the ITO film according to the experimental and comparative examples of the present invention.
도 8은 본 발명의 실험예 및 비교예들에 따른 ITO막의 비저항을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the results of measuring the specific resistance of the ITO film according to the experimental and comparative examples of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명) (Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10: 투명 기판 101: 제1 ITO막10: transparent substrate 101: first ITO film
102: 제2 ITO막102: second ITO film
본 발명은 ITO 이중막 증착방법 및 이에 따라 제조된 ITO 이중막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평탄한 표면 형상을 가지는 동시에 전기적 특성이 우수한 ITO 이중막 증착방법 및 이에 따라 제조된 ITO 이중막에 관한 것이다.The present invention relates to an ITO double film deposition method and an ITO double film manufactured accordingly, and more particularly, to an ITO double film deposition method having a flat surface shape and excellent electrical characteristics and an ITO double film manufactured accordingly. .
유리나 플라스틱 등의 투명 기판에 형성되는 박막으로서 인듐산화물(In2O3)과 주석산화물(SnO2)을 혼합한 ITO(Indium Tin Oxide) 박막이 주로 사용되며, 이들은 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기EL 표시장치(Organic Electroluminescent Display) 등 평판디스플레이 장치의 전극재료로 사용되고 있다.As a thin film formed on a transparent substrate such as glass or plastic, an indium tin oxide (ITO) thin film mixed with indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) is mainly used. These include liquid crystal displays; LCDs, plasma display panels (PDPs), organic electroluminescent displays, and the like are used as electrode materials for flat panel display devices.
상기와 같은 ITO막을 형성하는 방법으로서 스퍼터링 장치를 이용한 스퍼터링법이 이용될 수 있다. 이러한 스퍼터링 장치에서는 아르곤 가스를 사용하여 스퍼터링 증착을 수행하여 왔으며, 이 경우 증착되는 ITO막은 표면 형상이 거칠어 평판디 스플레이 장치의 소자가 열화 되는 등 장치에 악영향을 미칠 수 있다. 특히 유기 EL 표시장치에서는 소자 구동 시 ITO 박막의 거친 표면 형상으로 인하여 다크 스폿(dark spot)이 발생하는 것으로 알려져 있다.As a method of forming the above-described ITO film, a sputtering method using a sputtering apparatus can be used. In such a sputtering apparatus, sputtering deposition has been performed using argon gas. In this case, the deposited ITO film has a rough surface shape, which may adversely affect the apparatus such as deterioration of the device of the flat panel display apparatus. In particular, it is known that dark spots occur in the organic EL display due to the rough surface shape of the ITO thin film when the device is driven.
ITO막의 거친 표면 형상을 완화하고자 산소 및 오존 처리를 수행하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 처리 방법은 표면 형상 자체를 매끄럽게 형성하는 것이 아니며, ITO막의 두께가 균일하지 않을 수 있고, 별도의 처리 공정이 요구되어 불편할 수 있다.In order to alleviate the rough surface shape of the ITO membrane, a method of performing oxygen and ozone treatment has been proposed. However, such a treatment method does not form the surface shape itself smoothly, the thickness of the ITO film may not be uniform, and a separate treatment process may be required, which may be inconvenient.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 평탄한 표면 형상을 가지는 동시에 전기적 특성이 우수한 ITO 이중막 증착방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for depositing an ITO bilayer having a flat surface shape and excellent electrical characteristics.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이러한 방법으로 제조한 ITO 이중막을 제공하고자 하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an ITO bilayer manufactured by such a method.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 투명 기판 상에 제1 ITO막을 스퍼터링 증착하는 단계와, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 상기 제1 ITO막 상에 제2 ITO막을 스퍼터링 증착하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments of the present invention, an ITO double layer may be formed by sputtering and depositing a first ITO film on a transparent substrate using a mixture of argon gas and oxygen gas as a sputtering gas, and argon gas as a sputtering gas. Sputtering and depositing a second ITO film on the first ITO film, alone.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 투명 기판 상에 스퍼터링 증착되는 제1 ITO막과, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 제1 ITO막 상에 스퍼터링 증착되는 제2 ITO막을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an ITO double layer includes a first ITO film sputtered and deposited on a transparent substrate using argon gas and oxygen gas as a sputtering gas, and an argon gas as a sputtering gas. And a second ITO film which is used alone and sputter-deposited onto the first ITO film.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법을 순서대로 도시한 개략도이다.Hereinafter, an ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a schematic diagram sequentially showing an ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
스퍼터링을 시작하기 전에 우선 투명 기판을 제공한다.Before starting sputtering, a transparent substrate is first provided.
투명 기판은 평판디스플레이 장치의 휘도를 과도하게 감소시키지 않도록 투명한 재질로 제공된다. 예를 들면, 이하에 한정되는 것은 아니지만, 투명도가 좋은 유리 기판, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate; PET), 폴리 카 보네이트(PolyCarbonate; PC), 아크릴 수지가 사용될 수 있다.The transparent substrate is provided with a transparent material so as not to excessively reduce the brightness of the flat panel display device. For example, glass substrates having good transparency, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and acrylic resins may be used.
이러한 투명 기판은 스퍼터링 장치의 기판대에 배치되어, 그 위에 ITO 박막을 증착하도록 제공된다.This transparent substrate is disposed on the substrate stage of the sputtering apparatus and provided to deposit an ITO thin film thereon.
다음으로, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 투명 기판 상에 제1 ITO막을 스퍼터링 증착하는 단계를 거친다(S100).Next, using a mixture of argon gas and oxygen gas as the sputtering gas, the first ITO film is sputtered and deposited on the transparent substrate (S 100 ).
스퍼터링 가스로서, 예를 들어 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스 등이 사용될 수 있으나 매끈한 표면 형상을 가지는 제1 ITO막이 형성될 수 있는 한 스퍼터링 가스가 이에 한정되는 것은 아니다.As the sputtering gas, for example, a mixed gas of argon gas and oxygen gas may be used, but the sputtering gas is not limited thereto as long as the first ITO film having a smooth surface shape can be formed.
이러한 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스를 사용하여 스퍼터링 증착을 수행하는 경우, 제1 ITO막은 (222)면으로 우선 배향된 표면 형상을 가질 수 있다.When sputtering deposition is performed using such a mixed gas of argon gas and oxygen gas, the first ITO film may have a surface shape first oriented to the (222) plane.
상술한 아르곤 가스와 상기 산소 가스는 9.9 : 0.1 내지 6 : 4 sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute: cm2/min)의 비로 혼합 사용되어 제1 ITO막이 증착될 수 있다. 그러나, 아르곤 가스 및 산소 가스의 비에 따른 표면 형상에 큰 차이가 있는 것은 아니다.The argon gas and the oxygen gas may be mixed and used in a ratio of 9.9: 0.1 to 6: 4 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute: cm 2 / min) to deposit the first ITO film. However, there is no big difference in the surface shape according to the ratio of argon gas and oxygen gas.
스퍼터링 장치로서, 예를 들어 이온빔 스퍼터링 장치, 직류 스퍼터링(DC-sputtering) 장치, 고주파 스퍼터링(RF sputtering) 장치 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the sputtering apparatus, for example, an ion beam sputtering apparatus, a DC-sputtering apparatus, a high frequency sputtering apparatus, or the like may be used, but is not limited thereto.
이러한 제1 ITO막 증착단계에서, 스퍼터링 장치의 진공도는 약 1×10-2 Torr일 수 있고, 작업 온도는 약 200 ~ 400℃일 수 있다.In this first ITO film deposition step, the degree of vacuum of the sputtering apparatus may be about 1 × 10 -2 Torr, and the working temperature may be about 200 ~ 400 ℃.
이하, 상술한 증착방법으로 형성된 제1 ITO막의 우선배향 방향 및 표면 형상을 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 제1 ITO막의 우선배향 방향을 나타낸 개략도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 제1 ITO막의 표면 형상을 나타낸 개략도이다.Hereinafter, the preferred orientation direction and surface shape of the first ITO film formed by the above-described deposition method will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Figure 2a is a schematic diagram showing the preferred orientation of the first ITO film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention. Figure 2b is a schematic diagram showing the surface shape of the first ITO film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 제1 ITO막을 투명 기판 상에 증착시키는 경우 제1 ITO막은 (222) 방향으로 우선배향성을 가지게 된다. (222) 방향으로 우선배향된 면은 양이온과 음이온이 공존하여 계면에너지가 상대적으로 낮으며, 계면에너지가 낮은 결정면이 표면에 노출하는 경향에 따라, 도 2b에 도시한 바와 같이 표면 형상이 매끄럽게 된다.2A and 2B, when the first ITO film is deposited on the transparent substrate by using a mixture of argon gas and oxygen gas as the sputtering gas, the first ITO film has preferential orientation in the 222 direction. Surfaces preferentially oriented in the (222) direction have relatively low interfacial energy due to coexistence of cations and anions, and the surface shape becomes smooth as shown in FIG. .
이러한 제1 ITO막은 결정립 구조를 가질 수 있다. 제1 ITO막이 결정립 구조를 가지는 경우, 제1 ITO막 전체가 모두 동일한 결정면과 결정방향을 가져, 표면이 에너지적으로 안정한 (222)면이 형성된다.The first ITO film may have a grain structure. In the case where the first ITO film has a crystal grain structure, the entire first ITO film has the same crystal plane and crystal direction, so that the surface of which the energy is stable (222) is formed.
(222) 방향으로 우선배향된 면을 가지는 제1 ITO막은 매끄러운 표면 형상을 가지게 되어, 제1 ITO막 상에 증착되는 제2 ITO막의 표면 형상에도 영향을 줄 수 있다.The first ITO film having a surface preferentially oriented in the (222) direction has a smooth surface shape, and may also affect the surface shape of the second ITO film deposited on the first ITO film.
즉, 상술한 증착방법으로 형성된 제1 ITO막은 (222) 방향으로 우선배향성을 가질 수 있으며, 결정립 구조로 형성되어, 표면 형상이 매끄러울 수 있다.That is, the first ITO film formed by the above-described deposition method may have preferential orientation in the 222 direction, and may be formed in a crystal grain structure so that the surface shape may be smooth.
이어서, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 상기 제1 ITO막 상에 제2 ITO막을 스퍼터링 증착하는 단계를 수행한다(S200). Subsequently, sputtering deposition of a second ITO film on the first ITO film is performed by using argon gas alone as a sputtering gas (S 200 ).
본 단계에 사용되는 스퍼터링 가스는 이전 단계에서 사용된 스퍼터링 가스에서 산소 가스를 제거한 것을 사용할 수 있다. 따라서, 이전 단계에서 사용된 스퍼터링 가스가, 예를 들어 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스인 경우 본 단계에서 사용되는 스퍼터링 가스는 아르곤 가스일 수 있다.The sputtering gas used in this step may be one obtained by removing oxygen gas from the sputtering gas used in the previous step. Thus, if the sputtering gas used in the previous step is, for example, a mixed gas of argon gas and oxygen gas, the sputtering gas used in this step may be argon gas.
본 단계 및 이전 단계에 사용되는 가스가 상이하여, 이전 단계에서 제1 ITO막이 형성된 투명 기판을 스퍼터링 장치의 후속 챔버로 이송시키지 않고, 이전 단계의 혼합 가스를 모두 배기시킨 후 아르곤 가스를 다시 주입하여 본 단계의 스퍼터링을 수행할 수 있다. 또한, 제1 ITO막이 형성된 투명 기판을 스퍼터링 장치의 후속 챔버로 이송시켜, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스만을 주입시킨 후 스퍼터링을 수행할 수도 있으며, 제1 ITO막 증착과 제2 ITO막 증착에 각각 알맞도록 스퍼터링 가스 조성을 변화시킬 수 있다면 스퍼터링 공정에 다양한 변형이 가능함은 물론이다.Since the gas used in this step and the previous step is different, the argon gas is injected again after exhausting the mixed gas of the previous step without transferring the transparent substrate on which the first ITO film is formed to the subsequent chamber of the sputtering device in the previous step. The sputtering of this step can be performed. In addition, the transparent substrate on which the first ITO film is formed may be transferred to a subsequent chamber of the sputtering apparatus to inject only argon gas into the sputtering gas, and then sputtering may be performed. Of course, if the sputtering gas composition can be changed, various modifications are possible in the sputtering process.
제2 ITO막 증착 단계에 있어서, 스퍼터링 가스의 조성을 제외한 스퍼터링 조건, 즉 스퍼터링 장치의 진공도, 작업 온도 등은 제1 ITO막 증착 단계의 경우와 동일하게 하였다.In the second ITO film deposition step, the sputtering conditions except for the composition of the sputtering gas, that is, the vacuum degree, the working temperature, and the like of the sputtering device were the same as in the first ITO film deposition step.
스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 투명 기판 상에 스퍼터링 하는 경우, (400) 방향으로 우선배향 되는 것이 일반적이지만, (200)면으로 우선배향된 제1 ITO막 상에 아르곤 가스 단독으로 사용하여 제2 ITO막을 증착시키는 경우 제1 ITO막의 영향을 받아 (222) 방향으로 우선배향 되어 표면 형상이 매끄러울 수 있다. 즉, 제2 ITO막은 (400)면으로 우선배향될 수 있는 가스 조건으로 증착단계를 수행하더라도, (222)면으로 우선배향된 제1 ITO막의 영향을 받아 제2 ITO막도 (222)면으로 우선배향된다. When sputtering on a transparent substrate using argon gas alone as a sputtering gas, it is generally preferred to preferentially align in the (400) direction, but use argon gas alone on the first ITO film preferentially oriented to the (200) plane. In the case of depositing the second ITO film, the surface of the second ITO film may be smoothly oriented in the 222 direction under the influence of the first ITO film. That is, even if the second ITO film is deposited under gas conditions that can be preferentially oriented to the (400) plane, the second ITO film is directed to the
또한, 본 단계를 거쳐 형성된 제2 ITO막은 제1 ITO막과 같이 결정립 구조로 형성되어 표면 형상이 매끄러울 수 있다.In addition, the second ITO film formed through the present step may be formed in a crystal grain structure like the first ITO film, and thus may have a smooth surface shape.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 표면 형상을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 표면 형상을 나타낸 TEM 사진이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 AFM 사진이다.Hereinafter, the surface shape of the ITO double film manufactured by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 3 is a TEM photograph showing the surface shape of the ITO double film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is an AFM image of an ITO double film prepared by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO막은 상술한 바와 같이 제1 ITO막 및 제2 ITO막이 모두 (222)면으로 우선배향되고, 결정립 구조를 가져 도 3에 도시한 바와 같이 매끄러운 표면형상을 가질 수 있다.In the ITO film manufactured by the ITO double film deposition method according to an embodiment of the present invention, as described above, both the first ITO film and the second ITO film are preferentially oriented to the 222 plane, and have a grain structure shown in FIG. 3. It may have a smooth surface shape.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 증착방법에 의해 형성되는 ITO 이중막은 표면 형상을 나타내는 RMS 값이 0.8 ~ 3.0 nm일 수 있다. 이러한 ITO 이중막은 표면 형상이 매끄러워 표면 고저차가 작으므로, 표면 고저차의 척도인 RMS 값이 작게 산출되는 것이다.In addition, as shown in FIG. 4, the ITO double layer formed by the deposition method according to the present embodiment may have an RMS value of 0.8 to 3.0 nm indicating a surface shape. Since the ITO bilayer has a smooth surface shape and a small surface elevation, the RMS value, which is a measure of the surface elevation, is calculated to be small.
또한, 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 따른 증착방법에 의해 형성되는 ITO 이중막은 비저항 1.6×10-4 ~ 4.0×10-4 Ωㆍ㎝으로 전기적 특성이 우수할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 스퍼터링 증착되는 ITO 단일막에 비해 우수한 전기적 특성을 가진다. (222)면으로 우선배향된 ITO 단일막을 형성하는 경우, 그 결정 특성에 의해 표면은 매끄럽지만 전기적 특성이 나빠지게 되는데, 본 실시예에 따른 증착방법으로 (222)면으로 우선배향된 ITO 이중막을 형성하는 경우, ITO막에 열처리 등 별도의 후속 처리 공정을 수행하지 않더라도 표면 형상이 매끄러운 동시에 전기적 특성도 양호한 ITO막을 수득할 수 있다.In addition, although not shown, the ITO double film formed by the vapor deposition method according to the present embodiment may have excellent electrical characteristics with a specific resistance of 1.6 × 10 −4 to 4.0 × 10 −4 Pa · cm. That is, the ITO double film according to the embodiment of the present invention has excellent electrical properties compared to the ITO single film sputter-deposited by using a mixture of argon gas and oxygen gas. In the case of forming an ITO single layer preferentially oriented on the (222) plane, the surface is smooth but the electrical properties deteriorate due to its crystallization. The deposition method according to the present embodiment provides an ITO double layer preferentially oriented on the (222) plane. In the case of forming, an ITO film having a smooth surface shape and good electrical characteristics can be obtained even if a separate subsequent treatment step such as heat treatment is not performed on the ITO film.
한편, 본 실시예에 따른 증착방법에 의해 형성되는 ITO 이중막은 에칭속도가 3.0 ~ 6.0 nm/s일 수 있다. 즉, (400)면으로 우선배향된 ITO막은 에칭속도가 (222)면에 비해 빠르게 나타나는데, 본 실시예에 따른 증착방법으로 증착을 수행한 경우, 제2 ITO막은 예를 들어, 아르곤 가스 단독으로 증착을 수행하더라도 제1 ITO막의 영향을 받아 (222)면으로 우선배향되어 에칭속도가 양호하게 된다.On the other hand, the ITO double film formed by the deposition method according to the present embodiment may have an etching rate of 3.0 ~ 6.0 nm / s. That is, the ITO film preferentially oriented to the (400) plane appears to have a faster etching rate than the (222) plane. When the deposition is performed by the deposition method according to the present embodiment, the second ITO film may be formed of, for example, argon gas alone. Even if the deposition is performed, the etching rate is improved by preferentially aligning to the (222) plane under the influence of the first ITO film.
본 실시예에 따른 증착방법으로 ITO 이중막을 제조하는 경우, ITO 이중막은 표면 형상이 매끄럽고, 전기적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 에칭속도가 우수하다.When the ITO double film is manufactured by the deposition method according to the present embodiment, the ITO double film has a smooth surface shape, excellent electrical characteristics, and excellent etching speed.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막을 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막을 나타내는 단면도이다. Hereinafter, an ITO bilayer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. 5 is a cross-sectional view illustrating an ITO bilayer according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 도 5에 도시한 바와 같이, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 투명 기판 상에 스퍼터링 증 착되는 제1 ITO막(101)과, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 제1 ITO막(101) 상에 스퍼터링 증착되는 제2 ITO막(102)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the ITO double film according to an embodiment of the present invention is a
제1 ITO막(101)은 이전 실시예에서 상술한 바와 같이, 스퍼터링 가스로 예를 들어, 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 투명 기판(10) 상에 스퍼터링 증착되어 형성될 수 있다.As described above in the previous embodiment, the
투명 기판(10) 상에 증착되는 제1 ITO막(101)의 두께는 이러한 막이 이용되는 평판디스플레이 장치의 요구에 알맞은 두께로 형성될 수 있으며, 특히 제한되지 않는다.The thickness of the
이러한 제1 ITO막(101)은 우선배향 방향이 (222)면 방향이고, 결정립 구조를 가질 수 있으며, 표면 형상이 매끄럽게 형성되는 점 등은 상술한 바와 같다.The
제1 ITO막(101) 상에 증착되는 제2 ITO막(102)은 스퍼터링 가스로, 예를 들어 아르곤 가스를 단독으로 사용하여 형성될 수 있다.The
제1 ITO막(101) 상에 증착되는 제2 ITO막(102)의 두께도 이러한 막이 이용되는 평판디스플레이 장치의 요구에 알맞은 두께로 형성될 수 있으며, 특히 제한되지 않는다.The thickness of the
제2 ITO막(102)은 제1 ITO막(101)의 영향을 받아 (222) 방향으로 우선배향되며, 결정립 구조를 가질 수 있고, 표면 형상이 매끄럽게 형성될 수 있는 점도 상술한 바와 같다.The
본 실시예에 따른 ITO 이중막은 매끈한 표면 형상을 가지면서도, 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하고, 에칭속도가 우수할 수 있다.The ITO double layer according to the present embodiment may have a smooth surface shape, low specific resistance, excellent electrical characteristics, and excellent etching rate.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 가시광선 영역에서의 평균 투과도가 78 ~ 85%일 수 있다. 평판디스플레이 장치에 사용되는 ITO막은 가시광선 영역(380 ~ 780 nm)에서의 투과성이 우수해야 하며, 본 실시예에 따른 ITO 이중막은 아르곤 가스 및 산소 가스를 혼합 사용하여 스퍼터링 증착되는 ITO 단일막에 비해 뒤지지 않는 투과성을 가져 광학적 특성도 양호하다.On the other hand, the ITO double layer according to an embodiment of the present invention may have an average transmittance of 78 to 85% in the visible light region. The ITO film used in the flat panel display device should have excellent transmittance in the visible light region (380 to 780 nm), and the ITO double film according to the present embodiment is compared to the ITO single film sputter deposited using a mixture of argon gas and oxygen gas. It has excellent transmittance and good optical properties.
본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.The present invention is described in more detail with reference to the following experimental examples, which are not intended to limit the present invention.
〈실험예 1〉<Experimental Example 1>
투명 기판(Corning 1737)을 두께 0.7 mm, 면적 30×40 mm2의 크기로 절단한 다음, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 메틸 알코올과 증류수에서 15분 동안 초음파 세척을 하고, 질소 가스로 건조하여 고주파 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 장치의 기판대에 장착하였다.The transparent substrate (Corning 1737) was cut to a thickness of 0.7 mm and an area of 30 × 40 mm 2 , and then ultrasonically cleaned in trichloroethylene, acetone, methyl alcohol and distilled water for 15 minutes, dried with nitrogen gas, and dried at high frequency magnetron. It was mounted on the substrate stage of a sputtering (RF magnetron sputtering) apparatus.
스퍼터링 타겟으로서 ITO(In2O3:SnO2(90:10 중량%)) 타겟을 고주파 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 장치에 장착하였다.As a sputtering target, an ITO (In 2 O 3 : SnO 2 (90:10 wt.%)) Target was mounted on a high frequency magnetron sputtering apparatus.
이후, 로터리 펌프와 디퓨젼 펌프를 사용하여 초기압력 1×10-6 Torr 까지 배기한 후 기판 후면에 위치한 봉히터에 전압을 인가하여 기판을 300℃까지 가열하였다. Subsequently, the substrate was heated to 300 ° C. by using a rotary pump and a diffusion pump to exhaust the initial pressure to 1 × 10 −6 Torr, and then applying a voltage to a rod heater located at the rear of the substrate.
기판의 온도가 안정된 후 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스를 주입하였고, 가스 주입 후 압력은 공정압력인 1×10-2 Torr로 유지하였다. After the temperature of the substrate was stabilized, a mixed gas of argon gas and oxygen gas was injected into the sputtering gas, and the pressure was maintained at 1 × 10 −2 Torr, which is a process pressure after gas injection.
타겟 표면의 이물질을 제거와 플라즈마의 안정화를 위하여 30분 동안 예비 스퍼터링을 수행한 다음, 투명 기판상에 제1 ITO막을 증착하였다.Preliminary sputtering was performed for 30 minutes to remove foreign substances on the target surface and to stabilize the plasma, and then a first ITO film was deposited on the transparent substrate.
이어서, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독 사용한 것을 제외하고는 제1 ITO막의 증착단계와 동일한 조건으로 제1 ITO막 상에 제2 ITO막을 증착하여, ITO 이중막을 형성하였다. Subsequently, a second ITO film was deposited on the first ITO film under the same conditions as the deposition step of the first ITO film except that argon gas was used alone as the sputtering gas, thereby forming an ITO double film.
〈비교예 1〉<Comparative Example 1>
먼저, 스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 주입하여 투명 기판상에 제1 ITO막을 증착시키고, 이후 스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스를 주입하여 제1 ITO막 상에 제2 ITO막을 증착한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 스퍼터링을 수행하여 ITO 이중막을 증착하였다. First, the first ITO film is deposited on the transparent substrate by injecting argon gas into the sputtering gas, and then the second ITO film is deposited on the first ITO film by injecting a mixed gas of argon gas and oxygen gas into the sputtering gas. Then, sputtering was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to deposit an ITO bilayer.
〈비교예 2〉<Comparative Example 2>
스퍼터링 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스의 혼합 가스를 주입하여 투명 기판 상에 ITO 단일막을 형성한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 스퍼터링을 수행하였다.Sputtering was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, except that an ITO single layer was formed on the transparent substrate by injecting a mixed gas of argon gas and oxygen gas into the sputtering gas.
〈비교예 3〉<Comparative Example 3>
스퍼터링 가스로 아르곤 가스를 단독으로 주입하여 투명 기판 상에 ITO 단일막을 형성한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 스퍼터링을 수행하였다.Sputtering was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that an ITO single layer was formed on the transparent substrate by injecting argon gas alone into the sputtering gas.
〈물성평가방법〉〈Property Evaluation Method〉
증착된 ITO막의 표면 형상을 분석하기 위해 SEM(HITACHI S-4100)을 사용하여, 실험예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 ITO막의 단면을 확인하고, 그 결과를 도 6a 내지 도 6d에 각각 나타내었다.In order to analyze the surface shape of the deposited ITO film, SEM (HITACHI S-4100) was used to check the cross-sections of the ITO films of Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, and the results are shown in FIGS. 6A to 6D, respectively. Indicated.
증착된 ITO막의 표면 형상을 분석하기 위해 실험예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 ITO막에 대한 RMS 값을 측정하고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.In order to analyze the surface shape of the deposited ITO film, RMS values of the ITO films of Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were measured, and the results are shown in FIG. 7.
증착된 ITO막의 전기적 특성을 확인하기 위해 실험예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 ITO막에 대한 비저항을 측정하여, 그 결과를 도 8에 나타내었다.In order to confirm the electrical properties of the deposited ITO film, the resistivity of the ITO films of Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured, and the results are shown in FIG. 8.
증착된 ITO막의 광학적 특성을 확인하기 위해 실험예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 ITO막에 대한 가시광선 영역(380 ~ 780 nm)에서의 평균 투과율을 자외선-가시광선-근적외선 분광기(UV-VIS-NIR Spectrophotometer (Varian, CARY 5G))로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to confirm the optical properties of the deposited ITO film, the average transmittance in the visible region (380 to 780 nm) for the ITO films of Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrometer (UV- VIS-NIR Spectrophotometer (Varian, CARY 5G)) is shown in Table 1 below.
도 6a 내지 도 6d에 나타낸 바와 같이, 실험예 1에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 표면 형상이 다른 비교예들, 특히 비교예 3의 경우와 비교하여 매끄러움을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 6a to 6d, the surface shape of the ITO double film prepared by the ITO double film deposition method according to Experimental Example 1 was confirmed to be smooth compared to the other comparative examples, in particular the case of Comparative Example 3.
도 7에 나타낸 바와 같이, 실험예 1에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 RMS 값이 비교예 2를 제외한 다른 비교예들에 비하여 양호하여 표면 형상이 매끄러움을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 7, the RMS value of the ITO double film manufactured by the ITO double film deposition method according to Experimental Example 1 was better than that of other comparative examples except for Comparative Example 2, and thus the surface shape was smooth.
도 8에 나타낸 바와 같이, 실험예 1에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 비저항 값이 비교예 3을 제외한 다른 비교예들에 비하여 양호하여 전기적 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 8, the resistivity value of the ITO double layer manufactured by the ITO double layer deposition method according to Experimental Example 1 was better than that of the other comparative examples except for Comparative Example 3, and thus it was confirmed that the electrical characteristics were excellent.
표 1에 나타낸 바와 같이, 실험예 1에 따른 ITO 이중막 증착방법으로 제조한 ITO 이중막의 가시광선 영역에서의 평균 투과율이 다른 비교예들과 유사하여 광학적 특성이 떨어지지 않음을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the average transmittance in the visible light region of the ITO double film prepared by the ITO double film deposition method according to Experimental Example 1 was similar to the other comparative examples it was confirmed that the optical properties do not fall.
도 6a 내지 도 8 및 표 1의 결과로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 이중막은 매끈한 표면 형상을 가지는 동시에 전기적 특성도 우수한 것을 확인할 수 있었다.From the results of FIGS. 6A to 8 and Table 1, it was confirmed that the ITO bilayer according to the embodiment of the present invention has a smooth surface shape and excellent electrical properties.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명의 ITO 이중막 증착방법 및 이에 따라 제조된 ITO 이중막에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다. According to the ITO double film deposition method of the present invention and the ITO double film prepared according to the present invention as described above has one or more of the following effects.
첫째, ITO막이 (222)면으로 우선배향 되도록 스퍼터링 가스를 조절함으로써, 표면 형상이 매끈한 ITO 이중막을 형성할 수 있는 장점이 있다.First, by adjusting the sputtering gas so that the ITO film is preferentially oriented to the 222 plane, there is an advantage that an ITO double film having a smooth surface shape can be formed.
둘째, 서로 다른 조건의 스퍼터링 가스를 사용하여 ITO 이중막을 형성함으로 써, 표면 형상이 매끈한 동시에 전기적 특성도 우수한 ITO 이중막을 형성할 수 있는 장점이 있다.Second, by forming the ITO double layer using the sputtering gas of different conditions, there is an advantage that can form an ITO double layer having a smooth surface shape and excellent electrical characteristics.
셋째, ITO막이 (222)면으로 우선배향 되도록 스퍼터링 가스를 조절함으로써, 에칭속도가 우수한 ITO 이중막을 형성할 수 있는 장점도 있다.Third, by adjusting the sputtering gas so that the ITO film is preferentially oriented to the 222 plane, there is an advantage that an ITO double film having excellent etching rate can be formed.
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