[전자정뵖]투명전극

1.투명전극의 정의
투명전극재료는 평판디스플레이, 및 태양전지 등의 소자에서 투명전극으로 사용되고 있는 물질을 통칭한다. 투명전극재료라고 불릴려면 우선 가시광영역(400nm ~ 700nm)에서 80%정도의 광투과도를 가지며 ~10^3/옴센티의 높은 전기전도도를 가지는 재료여야 한다. optical bandwidth가 3.5eV 정도이기 때문에 자외선영역은 모두 투과 시키고 적외선영역의 높은 반사율, 적절한 에칭 특성을 가지고 있어야 한다.

2. 투명전극의 종류
(1)ITO
ITO 투명전도막은 그림 2.1(b)의 공통전극(common electrode)과 화소전극(pixer electrode)에 쓰이고 있다. 차세대 디스플레이로서 주목받고 있는 OLED(organic light emitting display)의 양극(anode) 물질로서 사용되는 물질 또한 ITO 투명전도막이다. ITO는 주원료 In에 의한 재료비의 상승, In의 확산으로 인한 소자열화, 수소 plasma 하에서의 In, Sn의 높은 환원성, 그에 따라 수반되는 소자의 불안전성 등의 문제점을 가진다. 이러한 문제점을 보완할 수 있는 새로운 물질의 개발이 요구 되었고, 다양한 재료의 개발이 이루어져 왔다.

(2)SnO2
SnO2 (tin oxide)는 ITO에 비해 값가격이 싸며 화학적으로 안정한 재료이지만 전극 패턴 형성 시 에칭에의 난점과 고저항의 단점을 지닌다.

(3)ZnO
이에 비하여 ZnO(zinc oxide)는 3.4 eV 근처의 band gap을 갖는 전형적인 n-type 반도체로서 광전 소자로 사용하기위한 투명전도 물질로 많은 장점을 가지고 있다. ZnO 박막은 도핑이 용이하여 좁은 전도대역을 가지기 때문에 도핑물질에 따라 전기 광학적 성질의 조절이 용이하다. 저비용으로 제작 가능하며 높은 광투과성과 전도성을 가지므로 실용적인 투명 전도막 재료로 유망하다. 진성 ZnO의 전기적인 성질은 거의 부도체에 가깝기 때문에 전도성의 부여하기 위한 별도의 공정이 필요하고 이에는 크게 세가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은 열처리를 통해 ZnO 박막의 결함 형성 농도를 증가시켜 내부 결함에 의해 저항을 낮추는 것이다. 그러나 열처리에 의한 방법은 결함의 제어가 쉽지 않고 온도등의 외부 환경에 의한 박막의 특성 변화가 크다는 단점이 있다.