KR20100000559A - 투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법 - Google Patents

투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 금속층 및 상기 금속층과 교번으로 적층된 적어도 하나의 금속 산화물층을 포함하는 투명 전도성 박막 그리고, 이의 제조 방법이 제공된다. 이와 같이 교번으로 적층된 금속층과 금속 산화물층을 형성하되, 원자층 증착법으로 금속층을 성막하고, 화학 증착법으로 금속 산화물층을 형성하여 광 투과율이 높고 비 저항이 낮은 투명 전도성 박막을 형성할 수 있다.
투명 전도성 산화물, ALD, CVD, 적층 구조

Description

투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법{TRANSPARENT CONDUCTIVE THIN FILM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 비저항이 낮고 박막의 균일성과 수율 재현성이 우수한 투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 투명 전도성 박막 즉, 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO) 박막은 전기 전도도와 가시광 영역에서의 투과성이 높아 전기적 광학적 재료로 많은 분야에서 사용되고 있다.
즉, 최근에는 태양 전지(Solar cell), 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD) 분야에서 이러한 투명 전도성 산화물 박막이 사용되고 있다.
종래의 투명 전도성 산화물 박막의 경우, 대부분 스퍼터링 공정을 통해 제작되었다. 그러나, 스퍼터 방식의 경우 초기의 스퍼터링 공정시에는 우수한 박막 특 성을 나타내지만 박막 증착 횟수가 증가할수록 타겟의 조성이 변화되어 증착되는 투명 전도성 산화물의 특성이 변화하는 문제가 발생한다. 즉, 박막의 수율 재현성이 나빠지는 단점이 있다. 이로인해 스퍼터링 공정의 경우 자주 타겟을 바꾸어 주어야 하는 번거로움이 있고, 이로인해 생산성 저하와 비용이 증가하는 문제가 발생한다. 또한, 종래의 단층의 투명 전도성 산화물 박막의 경우 전도성 산화물의 특성으로 인해 그 비저항이 높은 단점이 있다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)과 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)으로 성막하여 비저항을 줄일 수 있고, 박막의 균일성 및 수율 재현성을 향상시켜 생산성 향상은 물론 생산 비용을 절감시킬 수 있는 투명 전도성 박막 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 금속층 및 상기 금속층과 교번으로 적층된 적어도 하나의 금속 산화물층을 포함하는 투명 전도성 박막을 제공한다.
상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Co, W, Ti, Cr, Mo, Cu, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 효과적이다.
상기 금속층은 원자층으로 적층되는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물층은 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2:N, ZnO:B 및 ZnO:N 또는 상기 산화물(Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Mg, Co, Fe계 산화물)들의 화 합물 그리고 이들의 합금(alloy) 형태(이원계, 삼원계, 사원계)로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물층으로 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물 및 ITO 중 어느 하나를 사용하는 경우, 상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 가능하다.
상기 금속 산화물층으로 Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, SnO2:N 및 ZnO:N 중 어느 하나를 사용하는 경우, 상기 금속층은 Ni, Fe, Mg, Co, Fe, W 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 가능하다.
상기 금속층과 상기 금속 산화물층은 동일한 금속 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 금속층과 상기 금속 산화물층은 단일 챔버 내에서 인시츄로 형성되는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 원자층 증착법으로 기판상에 금속층을 형성하는 단계 및 상기 금속층 상에 화학 증착법으로 금속 산화물층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 전도성 박막 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 화학 증착법으로 기판상에 금속 산화물층을 형성하는 단계 및 상기 금속 산화물층 상에 원자층 증착법으로 금속층을 형성하는 단계를 포 함하는 투명 전도성 박막 제조 방법을 제공한다.
상기 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속 산화물층을 형성하는 단계를 복수번 순차적으로 반복하는 것이 바람직하다.
상기 원자층 증착법은 금속 원료 물질의 분사 하는 단계, 상기 금속 원료 물질의 퍼지하는 단계, 반응 물질을 분사하는 단계 및 상기 반응 물질의 퍼지 단계를 하나의 사이클로 하고, 1 내지 10 사이클을 수행하여 상기 금속층을 형성하는 것이 효과적이다.
상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Co, W, Ti, Cr, Mo, Cu, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물층은 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2:N, ZnO:B 및 ZnO:N 또는 상기 산화물(Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Mg, Co, Fe계 산화물)들의 화합물 그리고 이들의 합금(alloy) 형태(이원계, 삼원계, 사원계)로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 교번으로 적층된 금속층과 금속 산화물층을 형 성하되, 원자층 증착법으로 금속층을 성막하고, 화학 증착법으로 금속 산화물층을 형성하여 광 투과율이 높고 비 저항이 낮은 투명 전도성 박막을 형성할 수 있다.
또한, 금속층과 금속 산화물층을 원자층 증착법과 화학 증착법을 동시에 수행할 수 있는 장비에서 형성하여 제작 공정을 단순화시키고, 제작 비용을 절감시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 박막의 증착 방법을 설명하기 위한 사시도들이다. 도 5는 일 실시예에 따른 박막 증착법을 설명하기 위한 제작 방법의 개념도이다. 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 투명 전도성 박막의 사시도이다. 도 7은 변형예에 따른 박막 증착법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 투광성의 첫번째 금속층(210a)을 형성한다.
여기서, 상기 기판(100)으로 투광성 절연 기판인 유리를 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 유리 이외의 플라스틱 또는 아크릴과 같은 투광성 절연 기판들을 사용할 수 있으며, 또한 얇은 스텐레스 기판 위에 절연막이 코팅된 플렉시블한 기판을 사용할 수 있다. 그리고, 기판(100) 상에는 소정의 구조물(즉, 박막) 또는 회로 소자가 형성된 기판일 수도 있다. 물론 기판(100) 상에 별도의 박막 또는 소자가 형성되지 않는 기판일 수도 있다.
기판(100) 상에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)법을 통해 첫번째 금속층(210a)을 형성한다.
이를 위해 상기 기판(100)을 원자층 증착을 위한 챔버 내에 위치시킨다. 이어서, 챔버의 반응 공간에 금속층 증착을 위한 금속 원료 물질을 분사하여 금속 원료 물질을 상기 기판(100) 상에 흡착시킨다. 그리고, 기판(100) 상에 흡착되지 않은 나머지 금속 원료 물질을 퍼지한다. 이어서, 챔버의 반응 공간에 반응 물질을 분사하여 기판(100) 상에 흡착된 금속 원료 물질과 반응시켜 원자층 레벨의 금속박막을 형성한다. 그리고, 잔류하는 반응 물질을 퍼지한다.
이와 같이 본 실시예에서는 상기 금속 원료 물질의 분사 단계, 금속 원료 물질의 퍼지 단계, 반응 물질의 분사 단계 및 반응 물질의 퍼지 단계를 하나의 사이클로 하고, 1 내지 10 사이클을 통해 제작된 원자층 레벨의 금속 박막을 첫번째 금속층(210a)으로 사용한다. 이를 통해 약 0.1 내지 100㎚ 두께의 얇은 첫번째 금속층(210a)을 형성할 수 있다.
바람직하게는 1 내지 5 사이클을 통해 첫번째 금속층(210a)을 형성하는 것이 좋다. 물론 1 내지 2 사이클을 통해 첫번째 금속층(210a)을 형성하는 것이 더욱 좋다. 이와 같이, 첫번째 금속층을 원자층 증착법으로 얇게 증착하여 일반적인 금속층(즉, 화학 증착법으로 증착된)에 비하여 그 광 투과율이 높아진다. 즉, 본 실시예에서는 첫번째 금속층의 광투과율이 최소 70% 이상(바람직하게는 80% 이상)이 되도록 그 증착 두께를 조절하는 것이 효과적이다. 물론 첫번째 금속층을 형성함으로 인해 상기 금속층에 비하여 그 비저항이 크지만, 후속 공정을 통해 제작될 금속 산화물층보다는 그 비저항이 작게 된다. 이를 통해 전체 투명 전도성 박막의 비저항을 낮출 수 있다.
이에 원자층 증착을 통해 첫번째 금속층(210a)을 증착하는 경우, 상기 범위(즉, 사이클 또는 증착 두께)를 유지하는 것이 효과적이다. 만일 상기 범위보다 클 경우에는 첫번째 금속층(210a)의 광투과율이 나빠지는 문제가 발생한다.
이와 같이 본 실시예에서는 금속박막을 원자층 증작법을 통해 원자층 레벨로 형성함으로 첫번째 금속층(210a)을 제작하고, 이를 통해 광투과율이 우수하고, 금속 산화물층보다 전기 전도도가 높은 금속 박막을 기판(100)상에 제작할 수 있다.
여기서, 첫번째 금속층(210a)으로 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Co, W, Ti, Cr, Mo, Cu, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 첫번째 금속층(210a) 상에 첫번째 금속 산화물층(220a)을 형성한다.
본 실시예에서는 상기 첫번째 금속 산화물층(220a)을 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)으로 제작한다.
이를 위해 첫번째 금속층(210a)이 형성된 기판(100)을 화학 증착을 위한 챔버 내에 위치시킨다. 이어서, 챔버의 반응 공간에 금속 산화물층(220a) 증착을 위한 금속 원료 물질과 산소 함유 물질을 제공한다. 이를 통해 상기 금속 원료 물질과 산소 함유 물질의 반응을 통해 첫번째 금속층(210a) 상에 첫번째 금속 산화물층(220a)을 형성한다.
여기서, 본 실시예에서는 상기 첫번째 금속 산화물층(220a)형성을 위한 챔버와 첫번째 금속층(210a) 형성을 위한 챔버가 동일 챔버인 것이 바람직하다. 즉, ALD와 CVD를 동시에 수행할 수 있는 챔버를 사용한다. 이를 통해 첫번째 금속층(210a)과 첫번째 금속 산화물(220a)을 연속해서(즉, 인시츄(in-situ)) 진행할 수 있다. 이를 통해 증착 공정을 단순화시키고, 별도의 추가 장비 없이 두 층의 제작이 가능하다. 또한, 단일 챔버 내에서 첫번째 금속 원자증(210a)과 첫번째 금속 산화물층(220a) 증착 공정을 진행함으로 인해 두 층간의 계면에서 발생할 수 있는 결함 문제를 줄일 수 있다.
물론 이에 한정되지 않고, 서로 다른 챔버에서 공정 진행이 가능하다. 물론 이경우, 상기 금속 산화물층(220a)은 화학 증착법이 아닌 다른 방법 예를 들어, 스퍼터링 또는 프린팅등의 방법으로 제작될 수도 있다.
상기 첫번째 금속 산화물층(220a)으로 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산 화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2:N, ZnO:B 및 ZnO:N 또는 상기 산화물(Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Mg, Co, Fe계 산화물)들의 화합물 그리고 이들의 합금(alloy) 형태(이원계, 삼원계, 사원계)로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
이때, 상기 첫번째 금속 산화물층(220a)의 주요 캐리어에 따라 그 하측에 형성되는 첫번째 금속층(210a)의 금속 물성이 가변되는 것이 효과적이다.
즉, 이는 금속 산화물층(220a)은 그 내측에 함유된 금속과 산소의 농도에 따라 반도체 특성을 갖는다. 이때, 반도체 특성 중 그 주요 캐리어(즉, 전자와 홀)에 따라 N타입 P타입 특성을 갖게 된다.
여기서, Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물 그리고, ITO는 N타입 특성을 갖고, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, 그리고 SnO2:N 및 ZnO:N는 P타입 특성을 갖는다.
따라서, 첫번째 금속 산화물층(220a)으로 N타입 특성을 갖는 산화물층을 형성한 경우, 그 하측에 형성되는 금속층(210a)으로 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 또한, 첫번째 금속 산화물층(220a)으로 P타입 특성을 갖는 산화물층을 형성한 경우, 그 하측에 형성되는 금속층(210a)으로 Ni, Fe, Mg, Co, Fe, W 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
물론, 본 실시예에서는 첫번째 금속층(210a)의 금속 성분과 동일한 금속 성분을 포함하는 금속 산화물층(220a)을 형성하는 것이 좋다. 즉, 예를 들어, 첫번째 금속층(210a)으로 Zn박막을 형성한 경우, 금속 산화물층(220a)으로 Zn계 산화물을 사용하고, 첫번째 금속층(210a)으로 Ni박막을 형성한 경우, 금속 산화물(220a)으로 Ni계 산화물을 사용하는 것이 좋다.
그리고, CVD 공정을 통해 첫번째 금속층(210a)의 증착 속도는 100 내지 3000Å/min인 것이 효과적이다.
도 3을 참조하면, 첫번째 금속 산화물층(220a) 상에 두번째 금속층(210b)을 형성한다.
여기서, 두번째 금속층(210b)은 첫번째 금속층(210a)와 동일한 물질과 증착 방법(즉, 원자층 증착법)으로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 첫번째 금속층(210a), 첫번째 금속 산화물층(220a) 및 두번째 금속층(210b)이 동일한 금속 성분을 포함한다.
물론 이에 한정되지 않고, 두번째 금속층(210b)으로 다른 금속 물질을 사용할 수 있다. 즉, 예를 들어 첫번째 금속층(210a)으로 Zn을 사용한 경우, 두번째 금속층(210b)으로 Sn을 사용할 수도 있다.
도 4을 참조하면, 두번째 금속층(210b) 상에 두번째 금속 산화물층(220b)를 형성한다.
여기서, 두번째 금속 산화물층(220b)은 첫번째 금속 산화물층(220a)와 동일한 물질과 증착 방법(즉, 화학 증착법)으로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 상술한 방법을 통해 제작된 투명 전도성 박막(200) 내의 각 층들이 동일한 금속 성분을 포함할 수 있게 된다.
물론 이에 한정되지 않고, 두번째 금속 산화물층(220b)으로 다른 산화물을 사용할 수 있다. 이경우, 두번째 금속 산화물층(220b)으로 첫번째 금속 산화물층(220a)과 동일한 타입의 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 제작 방법을 통해 본 실시예에서는 금속층(210a, 210b; 210)과, 금속 산화물층(220a, 220b; 220)을 형성하여 투명 전도성 박막(200)을 형성한다. 이를 통해 제작된 투명 전도성 박막은 광투과율을 일정 범위(최소 70% 이상) 내로 유지하면서 그 비저항(약10-3Ω㎝ 내지 10-6Ω㎝)을 낮출 수 있다.
더욱이 본 실시예에서는 금속층(210a, 210b; 210)과, 금속 산화물층(220a, 220b; 220)을 단일 장치 내에서 형성함으로 인해 제작 공정이 단순화될 수 있다. 상기 단일 장치로 ALD 공정과 CVD 공정을 모두 수행할 수 있는 장치를 사용한다. 즉, ALD 공정을 통해 금속층(210a, 210b; 210)을 형성하고, CVD 공정을 통해 금속층(210a, 210b; 210)과, 금속 산화물층(220a, 220b; 220)을 형성한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 ALD 공정과 CVD 공정을 교번으로 수행하되, 적어도 한번 이상 반복하여 금속층(210a, 210b; 210)과, 금속 산화물층(220a, 220b; 220)이 순차적으로 적층된 투명 전도성 박막(200)을 형성한다.
즉, 본 실시예의 투명 전도성 박막(200)은 도 4를 참조하면, 기판(100)상에 형성된 첫번째 금속층(210a)과, 상기 첫번째 금속층(220a) 상에 형성된 첫번째 금 속 산화물층(220a)과, 상기 첫번째 금속 산화물층(220a) 상에 형성된 두번째 금속층(210b)과, 상기 두번째 금속층(210b) 상에 형성된 두번째 금속 산화물층(220b)을 포함한다.
물론 이에 한정되지 않고, 상기 투명 전도성 박막(200)은 상기 숫자보다 많은 금속층과 금속 산화물층이 적층될 수도 있다. 물론, 투명 전도성 박막(200)은 한층의 금속층과 한층의 금속 산화물층으로 구성될 수도 있다. 또한, 교번으로 쌓이는 금속층과 금속 산화물층의 개수가 서로 갖거나 다를 수도 있다. 예를 들어 금속층 또는 금속 산화물층이 한층더 형성될 수 있다.
이때, CVD 공정으로 형성된 일층의 금속 산화물층의 두께는 1 내지 1000nm 인 것이 바람직하다.
여기서, 투명 전도성 박막(200) 내의 금속 산화물층의 전체 두께는 투명 전도성 박막(200) 전체 두께의 90 내지 99%를 차지하는 것이 효과적이다. 그리고, 금속 산화물층들 간의 두께는 균일한 것이 효과적이다. 하지만, 금속 산화물층들 간의 두께가 균일하지 않을 수도 있다.
그리고, 본 실시예에서 사용되는 금속 원료로는 친환경 물질과 상대적으로 저 비용물질을 사용하는 것이 효과적이다. 이를 위해 본 실시예에서는 Cd 또는 Cr의 사용을 배재하는 것이 효과적이고, Ag, Pt, Ga, La등의 고가의 금속 물질을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
물론 본 실시예의 투명 전도성 박막(200)은 이에 한정되지 않고, 도 6의 변형예에서와 같이 금속 산화물층이 먼저 형성되고, 그 상측에 금속층이 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 변형예에 따른 투명 전도성 박막(200)은 기판(100) 상에 형성된 첫번째 금속 산화물층(220a)과, 첫번째 금속 산화물층(220a) 상에 형성된 첫번째 금속층(210a)과, 첫번째 금속층(210a) 상에 형성된 두번째 금속 산화물층(220b)과, 두번째 금속 산화물층(220b) 상에 형성된 두번째 금속층(210b)과, 두번째 금속층(210b) 상에 형성된 세번째 금속 산화물층(220c)을 포함한다.
이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 변형예에서는 먼저 첫번째 CVD 공정을 통해 첫번째 금속 산화물층(220a)을 형성하고, 이어서, ALD 공정을 통해 첫번째 금속 산화물층(220a) 상에 첫번째 금속층(210a)을 형성한다. 그리고, 이후, CVD 공정과 ALD 공정을 교번으로 수행하여 금속 산화물층과 금속층을 교번으로 형성한다. 이때, 상기 CVD공정과 ALD 공정 사이에는 챔버 내의 잔류물을 배기하는 공정 브레이크 시간을 두는 것이 바람직하다.
상술한 실시예와 변형예를 통해 제작된 투명 전도성 박막은 앞선 배경 기술에 언급한 태양 전지(Solar cell), 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD) 및 AMOLED를 포함하는 모든 AM-표시 분야에서 사용될 수 있다.
이경우, 본 실시예의 투명 전도성 박막은 적용 분야에 맞게 패터닝 즉, 식각된다. 본 실시예의 다층 구조(즉, 금속층과, 금속 산화물층)의 투명 전도성 박막은 각 층 내에 함유된 금속 성분을 유사(즉, 동일)하게 하여 식각성의 저하없이 원활한 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 박막의 증착 방법을 설명하기 위한 사시도들.
도 5는 일 실시예에 따른 박막 증착법을 설명하기 위한 제작 방법의 개념도.
도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 투명 전도성 박막의 사시도.
도 7은 변형예에 따른 박막 증착법을 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 200 : 투명 전도성 박막
210 : 금속층 220 : 금속 산화물층

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 금속층; 및
    상기 금속층과 교번으로 적층된 적어도 하나의 금속 산화물층을 포함하는 투명 전도성 박막.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Co, W, Ti, Cr, Mo, Cu, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층은 원자층으로 적층된 투명 전도성 박막.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 산화물층은 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2:N, ZnO:B 및 ZnO:N 또는 상기 산화물(Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Mg, Co, Fe계 산화물)들의 화 합물 그리고 이들의 합금(alloy) 형태(이원계, 삼원계, 사원계)로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 산화물층으로 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물 및 ITO 중 어느 하나를 사용하는 경우,
    상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 산화물층으로 Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, SnO2:N 및 ZnO:N 중 어느 하나를 사용하는 경우,
    상기 금속층은 Ni, Fe, Mg, Co, Fe, W 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층과 상기 금속 산화물층은 동일한 금속 물질을 포함하는 투명 전도성 박막.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층과 상기 금속 산화물층은 단일 챔버 내에서 인시츄로 형성되는 투명 전도성 박막.
  9. 원자층 증착법으로 기판상에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층 상에 화학 증착법으로 금속 산화물층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 전도성 박막 제조 방법.
  10. 화학 증착법으로 기판상에 금속 산화물층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 산화물층 상에 원자층 증착법으로 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 전도성 박막 제조 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속 산화물층을 형성하는 단계를 복수번 순차적으로 반복하는 투명 전도성 박막 제조 방법
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 원자층 증착법은 금속 원료 물질의 분사 하는 단계, 상기 금속 원료 물질의 퍼지하는 단계, 반응 물질을 분사하는 단계 및 상기 반응 물질의 퍼지 단계를 하나의 사이클로 하고,
    1 내지 10 사이클을 수행하여 상기 금속층을 형성하는 투명 전도성 박막 제조 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 금속층은 Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Co, W, Ti, Cr, Mo, Cu, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막 제조 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 금속 산화물층은 Zn계 산화물, Sn계 산화물, In계 산화물, Cd계 산화물, Ga계 산화물, Al계 산화물, Ni계 산화물, Fe계 산화물, Mg계 산화물, Co계 산화물, Fe계 산화물, W계 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2:N, ZnO:B 및 ZnO:N 또는 상기 산화물(Zn, Sn, In, Cd, Ga, Al, Ni, Fe, Mg, Co, Fe계 산화물)들의 화합물 그리고 이들의 합금(alloy) 형태(이원계, 삼원계, 사원계)로 이루어진 그룹 중 어느 하나를 사용하는 투명 전도성 박막 제조 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140058892A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 삼성정밀화학 주식회사 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극 및 그의 제조방법
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WO2015102983A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-09 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Composite film having superior optical and solar performance
CN115110063A (zh) * 2022-04-27 2022-09-27 中山大学 一种p型锌钴复合氧化物半导体薄膜的原子层沉积方法

Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140058892A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 삼성정밀화학 주식회사 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극 및 그의 제조방법
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