KR100970179B1 - 박막 형성 방법 및 발광 소자 - Google Patents

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신병철
이원재
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Abstract

본 발명은 박막 형성 방법 및 발광 소자에 관한 것으로, 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 이용한 펄스 레이저 증착에 의해 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 형성하고, 이를 투명 전극으로 이용함으로써 ZnO 박막의 도핑에 의해 산소 공공이 억제되어 딥 레벨 방출을 방지할 수 있어 UV 광 소자의 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
나트륨, 도핑, ZnO, PLD, 딥레벨 방출

Description

박막 형성 방법 및 발광 소자{Method of forming a thin film and luminescence device}
본 발명은 박막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 펄스 레이저 증착(Pulse Laser Deposition; PLD)을 이용한 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 증착 방법 및 발광 소자에 관한 것이다.
GaN은 발광 다이오드(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 등의 광 소자(optical device)에 이용되는 매우 유용한 물질의 하나이다. ZnO는 넓은 밴드갭을 갖는 반도체 물질로서, GaN과 유사한 특성을 갖는다. 예를들어 GaN은 3.4eV의 밴드갭을 갖고, ZnO은 3.3eV의 밴드갭을 갖는다. 또한, ZnO는 GaN과 같은 구조를 갖는다. 이러한 GaN과 ZnO의 유사한 특성으로 인해 ZnO가 자외선 범위내에서 광 소자(photonic device)의 가장 유망한 물질로 각광받고 있다. ZnO는 투명 도전성 박막, 솔라 셀 윈도우(solar cell window), 벌크 탄성파 소자(bulk acoustic wave device) 등으로 다양하게 이용된다. GaN과 ZnO의 유사성 이외에 ZnO는 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)가 상온에서 GaN의 엑시톤 결합 에너지보다 크다. 즉, ZnO는 엑시톤 결합 에너지가 60meV이지만, GaN의 엑시톤 결합 에너지는 25meV이다. 따라서, 엑시톤 관련 소자에서 ZnO이 GaN을 대신하여 이용될 수 있다.
ZnO은 분자선 에피텍시(molecule beam epitaxy; MBE), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 스퍼터링, 열분해(pyrolysis) 및 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition; PLD)과 같은 방법에 의해 형성된다. 이중에서 펄스 레이저 증착은 메탈 옥사이드(metal oxide) 박막과 이와 관련된 물질 형성에 폭넓게 이용되고 있다. 펄스 레이저 증착은 매우 단순한 방법으로 메탈 옥사이드 박막을 증착할 수 있으며, 레이저 플루언스(laser fluence)와 펄스 율(pulse rate)을 조절함으로써 원자층 조절이 가능하다. 또한, 다중 타겟 캐로셀(multi target carrousel)을 이용함으로써 다중층 헤테로 구조(multilayer hetero structure)를 인시투로 형성할 수 있다.
ZnO을 이용한 광 소자를 구현하기 위하여 n형과 p형의 ZnO의 동시 성장이 요구된다. ZnO를 포함하는 대부분의 반도체는 자연적으로 n형 도전성을 갖는다. n형 ZnO는 제조하기 쉽고, 다른 물질의 도핑과 도핑 레벨에 의해 도전성을 조절할 수 있다. 그러나, p형 ZnO는 제조하기 쉽지 않은데, p형 ZnO가 많은 연구 성과에 의해 얻어졌다고 보고되고 있다. 그러나, 몇몇 결과는 연구 성과의 반복에 불과하다. 또한, p형 ZnO의 특성은 소자에 이용하기 어렵다.
본 발명은 나트륨을 도핑하여 p형 ZnO 박막을 형성하는 박막 형성 방법 및 발광 소자를 제공한다.
본 발명은 펄스 레이저 증착 방법을 이용하여 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 형성하는 박막 형성 방법 및 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 박막 형성 방법은 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 펄스 레이저 증착 챔버에 로딩한 후 기판을 로딩하는 단계; 및 상기 타겟에 펄스 레이저를 조사하여 상기 기판상에 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 나트륨은 0.1 내지 0.5 at.% 함유된다.
상기 타겟은 N2O 파우더와 ZnO 파우더를 유성 밀링 시스템(planetary milling system)에서 볼을 갖는 플라스틱 콘테이너를 이용하여 혼합한 후 단축 가압 및 상온 정수합 성형하여 제작한다.
상기 타겟을 1000 내지 1300℃의 퍼니스에서 3 내지 5시간 소결한다.
상기 챔버는 50 내지 200mTorr의 압력과 산소 분위기 및 100 내지 600℃의 기판 온도를 유지한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 발광 소자는 기판 상부의 소정 영역에 순차적으로 형성된 양극, 발광층 및 음극을 포함하며, 상기 양극은 나트륨이 도핑된 ZnO 박막으로 형성된다.
본 발명에 의하면 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 이용한 펄스 레이저 증착에 의해 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 형성하고, 이를 투명 전극으로 이용함으로써 ZnO 박막의 도핑에 의해 산소 공공이 억제되어 딥 레벨 방출을 방지할 수 있다. 따라서, UV 광 소자의 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착에 이용되는 펄스 레이저 증착 장치의 개략 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 펄스 레이저 증착 장치의 챔버(10)내에 설치된 타겟(20)에 펄스 레이저를 조사하여, 타겟(20)에 대향된 위치에 배치된 기판(30)상 에 타겟(20) 조성과 거의 동일한 박막을 증착시킨다. 챔버(10)내에는 타겟(20)을 고정하는 타겟 홀더(미도시)와 기판(30)을 고정하는 기판 홀더(미도시)가 구비되는데, 타겟 홀더(미도시) 및 기판 홀더(미도시)는 예를들어 각각 4개 및 1개가 구비된다.
챔버(10)의 일측에는 창(40)이 형성되며, 창(40)을 통해 펄스 레이저가 타겟(20)으로 조사된다. 여기서, 펄스 레이저의 초점 거리와 집광 정도는 렌즈(50)에 의해 조절되어, 정확히 타겟(20)상의 소정의 위치로 펄스 레이저가 조사되게 된다. 타겟(20)으로 조사된 레이저는 타겟(20) 표면상에 강한 플라즈마 플룸(plasma plume)을 발생시키고, 플라즈마 플룸이 기판(30)에 도달하여 타겟(20)과 거의 동일한 조성을 가지는 박막이 기판(30)상에 증착되게 된다.
펄스 레이저는 예를들어 자외선 영역의 파장을 출력하는 KrF 엑시머 레이저 등이 이용된다. KrF 엑시머 레이저(λ=248㎚,τ=25㎱)는 약 1.5J/cm2의 에너지 밀도에서 타겟(20)의 융제(ablation)에 이용된다.
타겟(20)으로는 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 이용한다. 타겟(20)은 예를들어 알드리치사(Aldrich Co.)의 고순도 ZnO 파우더(99.99%)과 Na2O 파우더(99.99%)를 이용하여 제작한다. Na2O의 함유량은 0.1∼0.5 at.%, 바람직하게는 0.12 at.% 되도록 한다. Na2O를 원하는 양으로 도핑하기 위해 고순도 Na2O 파우더와 ZnO 파우더를 예를들어 밀링 시스템(milling system)에서 볼을 갖는 플라스틱 콘테이너를 이용하여 10시간 혼합한다.
또한, 타겟(20)은 1인치 직경의 디스크 모양으로 제작하는데, 이를 위해 700㎏/㎠에서 단축 가압(uniaxial pressing)한 후 24000㎏/㎠의 상온 정수합 성형(cold iso-static press)함으로써 제작된다. 그리고, 타겟(20)은 조밀할수록 고품질의 플라즈마를 얻을 수 있다. 따라서, 조밀한 타겟(20)을 제작하기 위해 디스크 모양의 타겟(20)을 1000∼1300℃의 퍼니스에서 3∼5시간 소결한다. 바람직하게는 1200℃의 퍼니스에서 4시간 소결한다. 그리고 타겟(20)은 타겟 홀더(미도시)에 부착된 후 챔버에 업로딩된다. 타겟(20)은 기판(30)과 약 35㎜의 거리를 유지하도록 배치된다.
또한, 박막이 증착되는 동안 챔버(10)내는 소정의 분위기, 압력 및 온도로 유지되어야 하는데, 50∼200mTorr, 바람직하게는 100mTorr의 산소 분위기와 200∼600℃의 기판 온도를 유지한다. 그리고, 펄스 레이저의 반복 주파수는 5㎐이고, 약 40분의 증착 공정을 실시하여 약 300㎚의 두께로 박막을 증착한다. 증착 후 박막은 다양한 측정을 위해 상온에서 자연 냉각시킨다.
상기와 같은 조건으로 증착된 박막의 특성은 여러가지 방법에 의해 관찰된다. 즉, 박막의 결정 구조는 CuKα1 방출 λ=1.5405Å를 갖는 X-레이 회절계(diffractometer)(D/MAX 2100H, Rigagu, 400kV, 30mA)를 이용하여 관찰되고, 박막의 표면 형상은 원자 현미경(atomic force microscope; AFM) 모드에서 주사 탐침 현미경(scanning probe microscope; SPM)으로 관찰된다. 또한, 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 전기적 특성은 홀-이펙트(hall-effect) 측정 시스템에서 반데르포 우(van der pauw)법에 의해 측정된다. 그리고, 박막의 투과율은 300∼700㎚ 범위의 파장에서 UV-Vis-IR 분광 광도계(spectrophotometer)(Vary-5 Australia)로 측정된다. 포토루미너선트(photoluminescent: 이하, "PL"이라 함) 측정에 이용되는 여기 소오스(excitation source)는 30mW의 출력 파워를 갖는 325㎚에서 동작되는 He-Cd 레이저이다. 이때, 레이저의 분산을 억제하기 위해 컷오프 필터(cutoff filter)가 이용된다. 컷오프 필터의 자외선측에서의 차단 파장은 약 340㎚이다.
상기 방법으로 측정된 본 발명에 따른 펄스 레이저 증착에 의해 형성된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 특성을 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 나트륨이 0.12at.% 도핑된 ZnO 박막의 특성을 설명한다.
도 2는 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착으로 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 표면 구조를 나타낸 이미지로서, AFM 모드에서 주사 탐침 현미경(scanning probe microscope; SPM)(SPA-400, Seiko Instruments)를 이용하여 관찰된 사진이다. 스캐닝 면적은 2㎛×2㎛이며, AFM에 의해 관찰된 그레인 사이즈, 평균 직경(mean diameter), 제곱 평균 실효(root-mean-square; RMS) 거칠기(roughness)를 [표 1]에 나타내었다.
성장 온도(℃) 그레인 사이즈(×104㎚2) 평균 직경(㎚) RMS(㎚)
200 1.74 149 3.19
300 2.57 181 5.76
400 2.74 187 2.58
500 2.52 179 6.26
600 2.81 189 6.15
도 2 및 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 그레인 사이즈는 성장 온도에 따라 증가한다. 즉, 그레인 사이즈는 성장 온도가 증가할수록 커진다. 그러나, 400℃에서 증착된 박막은 가장 작은 그레인 사이즈와 가장 적은 표면 거칠기를 갖는다.
도 3은 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착으로 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 X-레이 회절 패턴을 도시한 것이다. 여기서, x축은 각도를 나타내고, y축은 로그 스케일로 표시한 세기를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 모든 박막은 성장 온도가 증가함에 따라 증가된 (002)와 (004) 방위 및 (002)와 (004) 피크 세기를 보이는 것으로 관찰된다. 성장 온도가 300℃ 이상으로 증가하면 하나 이상의 (100) ZnO 피크가 나타난다. 피크 세기의 증가는 성장 온도에 따라 막질이 향상됨을 의미한다. 막질의 온도 의존성은 서로 다른 성장 온도에서 파티클의 이동도에 의해 설명될 수 있다. 즉, 낮은 온도에서 성장된 파티클의 낮은 이동도는 박막의 결정화를 방해한다. 이는 피크의 세기를 약하게 만든다. 한편, 모든 박막에서 나트륨과 관련된 새로운 상이 관찰되지 않는데, 이는 불순물의 양이 적을 경우 도핑 레벨은 ZnO 박막의 구조를 변화시키지 않는다는 것을 의미한다.
홀 효과 측정은 박막의 전기적 특성을 측정하기 위해 상온에서 실시된다. 네개의 프루브를 이용하는 반데르포 방법을 이용해 측정된 결과를 표 2에 나타내었다. 그런데, 이 방법으로는 300℃에서 성장된 박막의 전기적 특성은 측정하지 못한다.
온도(℃) 저항률(Ω㎝) 이동도(㎠V-1s-1) 캐리어 밀도(㎝-3) 홀 계수(㎡C-1)
200 0.16 8.51 -4.58×1018 -1.36
300 N/A N/A N/A N/A
400 9.84 2.06 -4.80×1017 -13.01
500 6.32 3.52 -2.89×1017 -21.6
600 1.10 1.39 -3.78×1018 -1.65
[표 3]에서 볼 수 있는 바와 같이, 측정된 모든 박막은 n형 반도체이다. 이 실험은 나트륨이 0.12at.%의 도핑 레벨로 도핑된 ZnO 박막은 n형 반도체임을 증명한다. 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 저항률은 높은 것으로 측정된다. [표 3]에서 볼 수 있는 바와 같이, 200℃ 및 600℃에서 증착된 박막의 저항률은 400℃ 및 500℃에서 증착된 박막의 저항률보다 낮다. 모든 박막의 캐리어 밀도는 1017 내지 1018㎝-3의 범위이다. 또한, 모든 박막의 홀 이동도는 1∼9㎠V-1s-1의 범위이다.
분광 광도계(spectrophotometer)(Cary-5, UV-VIS-NIR)는 상온에서 박막의 투명도를 측정하기 위해 이용된다. 나트륨이 0.12at.%로 도핑된 ZnO 박막의 투명도를 도 4에 도시하였다. 투명도는 파장이 300∼700㎚인 UV-가시 영역에서 측정되었다. 모든 박막은 가시 영역에서 90% 이상의 광학 투명도를 보인다. 모든 박막은 매우 예리한 흡수 에지(absorption edge)와 진동(oscillation)을 갖는다. 또한, 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 밴드갭 에너지는 예리한 흡수 에지의 선형 조정(linear fitting)에 의해 계산된다. 예를들어, 500℃에서 증착된 박막의 밴드갭 에너지의 계산 방법은 도 5에 보여진다. ZnO는 다이렉트 밴드갭(direct band gap) 반도체이고, 흡수 계수 α∝-lnT이다. 따라서, 광자 에너지(photon energy) hυ에 대하여 [α×(hυ)]2로 표시한다. 예리한 흡수 에지는 선형 조정을 이용하여 고품질 박막을 정확하게 결정할 수 있다. 계산 후의 박막의 밴드갭 에너지를 도 6에 도시하였다. 도 6에 도시된 바와 같이, 성장 온도가 200℃에서 600℃로 증가할수록 박막의 밴드갭 에너지는 3.26eV에서 3.29eV로 증가한다. 이러한 차이는 서로 다른 성장 온도에서 나트륨과 ZnO의 증기압이 다르기 때문에 발생된다. 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 밴드갭 에너지는 같은 조건에서 증착된 순수 ZnO 박막과 거의 동일하다. 이는 0.12at.%의 도핑 레벨로 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 도핑 후에 버스타인 모스(Burstein-Moss) 효과가 주요한 원인이 되지 못함을 의미한다. ZnO 박막은 자연적으로 n형 물질이고, 나트륨이 다량 도핑될 경우 페르미 준위(Fermi level)는 전도성 밴드 안쪽이다. 흡수 에지는 도핑 후 높은 에너지대로 이동한다. 이는 버스타인 모스 효과로 불리운다. 박막의 투명도를 측정함으로써, 스펙트라의 가시 영역 및 적외선 파장 영역이 박막의 굴절률 및 두께를 계산하는데 이용될 수 있다.
PL 측정은 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 방출 특성을 연구하기 위해 상온에서 실시된다. 펄스 레이저 증착을 이용하여 다양한 온도에서 성장된 PL 스펙트라가 도 7에 도시되어 있다. 200℃에서 증착된 박막은 매우 약한 방출을 보이는 것으로 관찰된다. 300℃ 및 400℃에서 증착된 박막은 매우 약하고 넓은 딥레벨(DL) 방출을 보인다. 성장 온도가 높아질수록 니어 밴드 에지(near band edge; NBE) 방출이 나타나고, 성장 온도가 높아질수록 NBE 방출의 세기가 증가한다. 600℃에서 증착된 박막은 가장 강한 NBE 방출과 가장 강한 DL 방출을 보인다. PL 결과는 XRD 결과에 부합한다. XRD 측정은 200℃에서 증착된 박막이 (002) 및 (004) 방위을 보이는 것으로 나타난다. 그런데, 200℃보다 높은 온도에서 증착된 막들은 성장 온도에 따라 증가되는 (100) 피크와 (002) 및 (004) 피크 세기를 보인다. 박막의 방출 특성은 결정질의 증가에 따라 증가된다.
NBE 방출과 DL 방출은 언도프트 ZnO 박막에서 항상 관찰되며, 도프트 ZnO 박막은 DL 방출이 억제된다. DL 방출은 산소 공공(vacancy)으로부터 비롯된다. ZnO 박막에 도핑되는 불순물은 DL 방출을 억제하는데, 이는 불순물이 산소 공공을 매립하기 때문이다. 한편, 도펀트는 확실히 NBE 방출을 감소시키는데, 도핑된 박막에서 비방출 재결합 센터를 형성하기 때문이다. 이 결과는 이 도핑 레벨로 200℃에서 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막이 방출되지 않는 것을 보인다. 300℃보다 높은 온도에서 증착된 박막은 성장 온도가 증가함에 따라 명백한 DL 방출 및 NBE 방출을 보인다. 이는 낮은 성장 온도에서는 ZnO에 0.12at.%의 도핑 레벨로 도핑된 나트륨이 DL 방출 및 NBE 방출을 억제하는 것을 의미한다. 이는 박막 내에서 산소 공공의 감소 및 비방출 재결합 센터의 생성에서 비롯된다. 높은 성장 온도에서는 나트륨과 산소의 다른 증기압으로 인해 산소 공공이 더 많이 생성된다. 한편, 높은 온도에서 성장된 박막의 결정도는 더 좋아 지고, NBE 방출의 증가를 유도한다.
도 8은 본 발명에 따른 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 이용하여 제조된 발광 소자의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자는 기판(100) 상부에 양극(110), 발광층(120) 및 음극(130)을 포함한다. 여기서, 발광층(120)은 홀 주입층(hole injection layer; 121), 홀 전달층(hole transport layer; 122), 유기 발광층(123) 및 전자 주입층(electron injection layer; 124)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 절연성 기판, 반도체성 기판 또는 도전성 기판을 사용할 수 있다, 즉, 플라스틱 기판(PE, PES, PET, PEN 등), 유리 기판, Al2O3 기판, SiC 기판, ZnO 기판, Si 기판, GaAs 기판, GaP 기판, LiAl2O3 기판, BN 기판, AlN 기판, SOI 기판 및 GaN 기판 중 적어도 어느 하나의 기판을 사용할 수 있다.
양극(110)은 홀 주입을 위한 전극으로, 본 발명에 따른 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 이용하여 형성한다. 나트륨이 도핑된 ZnO 박막은 상기한 바와 같이 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 이용하여 펄스 레이저 증착으로 형성하며, 50∼200mTorr의 산소 분위기와 100∼600℃의 기판 온도를 유지하여 약 약 150㎚의 두께로 형성한다.
발광층(120)을 구성하는 홀 주입층(121)은 카파프타로야닌(copper phthaloyanine; CuPc) 등을 이용하여 약 20㎚ 두께로 형성할 수 있으며, 홀 전달층(122)은 α-NPD 등을 이용하여 약 40㎚ 두께로 형성할 수 있다. 또한, 유기 발광층(123)은 8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(hydroxyquinoline aluminum; Alq3) 등을 이용하여 약 60㎚ 두께로 형성할 수 있고, 전자 주입층(124)은 리튬 플로린(lithium fluorine; LiF) 등을 이용하여 약 0.5㎚ 두께로 형성할 수 있다.
음극(130)은 전자 주입 전극으로 사용되며, 전기 전도성을 갖는 모든 물질을 이용할 수 있고, 20∼150㎚의 두께로 형성할 수 있다. 음극(130)은 전기적 저항이 낮고 전도성 유기 물질과 계면 특성이 우수한 Al, Ag, Au, Pt, Cu 등의 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 그런데, 유기물층(120) 사이에 형성되는 장벽(barrier)를 낮추어 전자 주입에 있어 높은 전류 밀도(current density)를 얻기 위하여 일함수가 낮은 금속을 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 공기에 비교적 안정한 물질인 Al을 이용하는 것이 가장 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착을 위한 펄스 레이저 증착 장비의 개략 단면도.
도 2는 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착에 의해 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 AFM 사진.
도 3은 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착에 의해 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 XRD 패턴.
도 4는 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착에 의해 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 투명도 그래프.
도 5는 흡수 에지의 선형 조절에 의한 밴드갭 에너지 계산 방법을 설명하기 위한 그래프.
도 6은 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착에 의해 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 밴드갭 에너지의 온도 의존성을 설명하기 위한 그래프.
도 7은 다양한 온도에서 펄스 레이저 증착에 의해 사파이어 기판상에 증착된 나트륨이 도핑된 ZnO 박막의 PL 스펙트럼.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 이용하여 제조된 발광 소자의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 챔버 20 : 타겟
30 : 기판 40 : 창
50 : 렌즈
100 : 기판 110 : 양극
120 : 발광층 130 : 음극
121 : 홀 주입층 122 : 홀 전달층
123 : 유기 발광층 124 : 전자 주입층

Claims (6)

  1. 나트륨이 도핑된 ZnO 타겟을 펄스 레이저 증착 챔버에 로딩한 후 기판을 로딩하는 단계;
    상기 타겟에 펄스 레이저를 조사하여 상기 기판상에 나트륨이 도핑된 ZnO 박막을 형성하는 단계를 포함하는 박막 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 나트륨은 0.1 내지 0.5 at.% 함유된 박막 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 타겟은 N2O 파우더와 ZnO 파우더를 유성 밀링 시스템(planetary milling system)에서 볼을 갖는 플라스틱 콘테이너를 이용하여 혼합한 후 단축 가압 및 상온 정수합 성형하여 제작하는 박막 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 타겟을 1000 내지 1300℃의 퍼니스에서 3 내지 5시간 소결하는 박막 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 50 내지 200mTorr의 압력과 산소 분위기 및 100 내지 600℃의 기판 온도를 유지하는 박막 형성 방법.
  6. 기판 상부의 소정 영역에 순차적으로 형성된 양극, 발광층 및 음극을 포함하며,
    상기 양극은 나트륨이 도핑된 ZnO 박막으로 형성된 발광 소자.
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