본 연구는 신형 저수분 산화인듐주석(W-ITO) 타겟과 기존 산화인듐주석(N-ITO) 타겟의 재료 특성, 박막 성능 및 디스플레이 장치 내 활용 성능을 체계적으로 비교하였다. 재료 구조 분석 결과 W-ITO는 0.10 at.%의 미량 금속 원소 도입을 통해 산소 공극을 보상하여 어닐링 시 수분에 의해 유발되는 오염 입자 문제를 억제하였다; 또한 스퍼터링이 어려운 2차 상 입자의 직경(2.02 μm)과 면적 비율(16.80%)이 N-ITO에 비해 현저히 낮아 전기 아크 현상을 근원적으로 줄였다. 마그네트론 스퍼터링 후 박막 성능에서는 W-ITO가 더 우수한 평균 시트 저항, 우수한 저항 안정성, 높은 결정성 및 높은 투과도를 보였으며, 습식 에칭에서는 더 빠른 에칭 속도, 더 깨끗한 표면 및 적은 드릴링을 나타내어 고정밀 패턴 제조에 유리하였다. 박막 트랜지스터(TFT) 소자 적용 시 W-ITO 전극을 기반으로 한 소자는 표준 전기적 특성을 보였으며, 매끄럽고 꼬임 없는 전이 곡선은 전극/활성층 계면의 높은 품질을 간접적으로 증명하였다. 유리 패널로의 통합 및 패키징 후 완제품은 광학 대비, 감마 곡선, 잔상, 정전기 방전 내성 및 전력 소비 등에서 우수한 성능을 나타내 W-ITO 전극이 디스플레이 패널의 종합 성능과 신뢰성을 향상시킴을 검증하였다. 최종적으로 양산 데이터는 W-ITO 타겟 사용 시 최초 ITO 증착 배치 수율(~0.14%)을 크게 향상시키고, 이차 증착 결함 수리율(~0.37%)을 감소시키며, 장비 유지보수 주기를 효과적으로 연장하여 경제적 이익을 가져옴을 확인하였다. 본 연구는 고신뢰성 및 고성능 ITO 재료 선정과 양산 공정 최적화를 위한 체계적인 이론적 지원과 실험적 근거를 제공한다.

산화인듐주석; 마그네트론 스퍼터링; 박막 트랜지스터; 유리 패널; 수율