• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.138-139
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• 2009

폴리머 기판위에서 ICP-RIE 방법을 이용하여 $O_2$ 플라즈마 전처리효과에 따른 GZO박막의 전기적, 광학적인 특성을 고찰 하였다. ICP-RIE 방법을 이용하여 폴리머 기판 위에 $O_2$ 플라즈마 전처리의 공정 값은 공정압력은 20 mTorr, 파워는 100 W로 하고 변수로는 시간을 60초 ~ 600초로 하였다. $O_2$ 플라즈마 전처리한 기판위에 RF Sputtering 방법을 이용하여 4인치의 GZO(ZnO: 95 wt%, $Ga_2O_3$: 5 wt%) 타겟을 사용하여 공정압력은 5 mTorr, 파워는 150 W, 박막의 두께는 500 nm의 조건으로 박막을 증착하였다. PET 기판의 600초의 $O_2$ 플라즈마 처리 후 증착한 GZO 박막의 비저항이 $6.2\times10^{-3}\;{\Omega}$-cm이었고, PEN 기판의 120초의 $O_2$ 플라즈마 처리 후 증착한 GZO 박막의 비저항이 $1.1\;{\times}\;10^{-3}\;{\Omega}$-cm이었다. 또한 300 nm 이하의 자외선 영역에서는 뛰어난 광 차단 효과를 가지고 있었으며, 가시광선 영역 (400 nm ~ 700 nm)에서 증착 된 시편들이 80 % 광 투과율을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.184.1-184.1
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• 2015

RF magnetron sputtering법을 이용하여 IGZO박막을 RF power 100W로 일정하게 유지시켜, 열처리 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성 분석을 연구하였다. IGZO 타겟은 $In_2$ $O_3$, $Ga_2$ $O_3$, ZnO 분말을 각각 1:1:2 mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하였고, $20mm{\times}20mm$ XG glass 기판위에 IGZO박막을 증착하였다. sputtering의 조건은 base pressure $2.0{\times}$10^-6Torr, working pressure $2.0{\times}$10^-2Torr, RF power 100 W, 증착온도는 실온으로 고정, 증착된 박막은 Annealing장비로 $500^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리를 하였다. XRD 분석 결과 열처리 $700^{\circ}C$부터 2theta=31.4도에서 peak intensity가 증가하며 결정화가 진행되는 것을 확인하였다. AFM분석 결과 열처리 $700^{\circ}C$에서 최소 0.31 Roughness를 갖는 것을 확인하였고, Hall 측정 결과 열처리 $700^{\circ}C$에서 carrier concentration $4.91{\times}$10^19cm^-3, Mobility 14.4cm^2/V-s, Resistivity $8.7{\times}$10^-5${\Omega}-cm$로 확인하였으며, UV-Visible-NIR을 이용하여 열처리 한 모든 IGZO박막은 가시광선 영역에서 평균 85%이상의 광 투과성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.26 no.1
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• pp.56-63
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• 2013

IGZO thin films have been prepared by RF magnetron sputtering. The structural, electrical and optical properties of the IGZO thin films have been investigated as a function of deposition condition. XRD analysis of IGZO thin films showed a typical crystallographic orientation with c-axis perpendicular regardless of deposition conditions. The carrier mobility, carrier concentration and resistivity of the IGZO films sputtered at 200 W, 1mTorr and $300^{\circ}C$ were $28.5cm^2/V{\cdot}sec$, $2.6{\times}10^{20}cm^3$, $8.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ respectively. The optical transmittance were higher than 80% at visible region regardless of the deposition conditions under the experiments above, and specifically higher than 90% at wave length over 500 nm. The absorption edge was shifted to shorter wavelength with increase of carrier concentration.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.44-44
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• 2009

Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO channel layers(ZnO TFTs) having different channel thicknesses. The ZnO film were deposited as active channel layers on $Si_3N_4/Ti/SiO_2p$-Si substrates by rf magnetron sputtering at $100\;^{\circ}C$ without additional annealing. Also the Zno thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film were deposited as gate insulator by PE-CVD at $15\;^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.53-54
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• 2006

Arsenic doped p-type ZnO thin films have been realized on intrinsic (100) GaAs substrate by RF magnetron sputtering and thermal annealing treatment. p-Type ZnO exhibits the hole concentration of $9.684{\times}10^{19}cm^3$, resistivity of $2.54{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, and mobility of $25.37\;cm^2/Vs$. Photoluminescence (PL) spectra of As doped p-type ZnO thin films reveal neutral acceptor bound exciton ($A^{0}X$) of 3.3437 eV and a transition between free electrons and acceptor levels (FA) of 3.2924 eV. Calculated acceptor binding energy ($E_A$) is about 0.1455 eV. Thermal activation and doping mechanism of this film have been suggested by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). p-Type formation mechanism of As doped ZnO thin film is more related to the complex model, namely, $As_{Zn}-2V_{Zn}$, in which the As substitutes on the Zn site, rather than simple model, Aso, in which the As substitutes on the O site. ZnO-based p-n junction was fabricated by the deposition of an undoped n-type ZnO layer on an As doped p-type ZnO layer.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.6
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• pp.71-77
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• 2014

In this paper, we investigated the effects of high-energy electron beam irradiation (HEEBI) on the optical transmittance of InGaZnO (IGZO) films grown on transparent Corning glass substrates, with a radio frequency magnetron sputtering technique. The IGZO thin films deposited at low temperature were treated with HEEBI in air at room temperature (RT) with an electron beam energy of 0.8 MeV and doses of $1{\times}10^{14}-1{\times}10^{16}electrons/cm^2$. The optical transmittance of the IGZO films was measured using an ultraviolet visible near-infrared spectrophotometer (UVVIS). The detailed estimation process for separating the transmittance of HEEBI-treated IGZO films from the total transmittance of IGZO films on transparent substrates treated with HEEBI is given in this paper. Based on the experimental results, we concluded that HEEBI with an appropriate dose of $10^{14}electrons/cm^2$ causes a maximum increase in the transparency of IGZO thin films. We also concluded that HEEBI treatment with an appropriate dose shifted the optical band gap ($E_g$) toward the lower energy region from 3.38 to 3.31 eV. This $E_g$ shift suggested that HEEBI in air at RT with an appropriate dose acts like a thermal annealing treatment in vacuum at high temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.352-352
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• 2013

국내 에너지 소비량의 21.6%가 건물 분야에 소비되고 있다. 창호는 벽체에 비해 8~10배 이상 낮은 단열 특성을 가지기 때문에 열 손실량이 크다. 유리는 창호를 이루는 요소 중 가장 큰 면적을 차지하고 있으며, 창호의 단열성능을 2배로 향상시키면 30% 이상 건물의 에너지 절감 효과를 가질 수 있다. 창호의 단열 성능을 향상시키기 위해서 Low-e(emissivity) 기술 연구가 진행 중이다. 이번 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 시스템을 사용하여 XG 유리기판 위에 ZnO박막을 증착하고, evaporator 장비를 사용하여 metal층인 Ag를 증착하였다. 그리고 다시 한번 ZnO박막을 증착하였다. Low-e 연구에 활용할 수 있는지를 확인하기 위해 XRD, AFM, 투과도를 측정하였다. ZnO박막의 증착 조건은 초기압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr, 공정압력 $2.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF파워 30 W, Ar gas는 50 sccm, 증착온도는 상온으로 하였다. Metal층인 Ag를 증착하기 위해 evaporator의 증착 조건은 Rotate rate 2 rpm, voltage 0.3V, 공정압력 $5.0{\times}10^{-6}$ Torr이며, 변수로 Ag두께를 3,5,7,9,11,13,15 nm로 하였다. AFM 측정결과 Ag두께가 증가할수록 RMS roughness값이 높아졌으며, 최소 0.71 nm의 거칠기를 가지는 것을 확인하였다. XRD분석결과 37도 부근의 피크가 발생하여 ZnO 박막이 결정질 구조임을 확인할 수 있었다. 그리고 UV-Visible-NIR 분광 광도계를 이용하여 광학적 투과를 측정한 결과 Ag두께가 13 nm일 때 가시광 영역의 투과도가 최대 75%, 적외선 영역의 투과도가 최소 28%로 좋은 차단 특성을 가지는 것을 확인하였다. 위 결과들로 ZnO 박막이 Low-e 기술에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.11 no.6
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• pp.279-284
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• 2010

This study has been carried out to determine the optimal process conditions of $AZO:H_2$ thin films for the maximization of the transmittance of a blue GaN light-emitting diode (LED) with a wavelength of 470 nm. The Al-doped zinc oxide $(AZO):H_2$ thin films were deposited on a sapphire substrate by radio-frequency magnetron sputtering system with varying substrate temperatures, working pressures and annealing temperatures temperature, working pressure and annealing imposed on a AZO (2wt% $Al_2O_3$) ceramic target. The effect of these variables was investigated in order to improve the light extraction efficiency of the LED. As a result, the (002)-oriented peak was found in all the $AZO:H_2$ thin films. The lowest resistivity and the best transmittance at a wavelength of 470 nm was found to be $4.774\;{\times}\;10^{-4}\;{\Omega}cm$ and 92% at a substrate temperature of $500^{\circ}C$, working pressure of 7 mTorr and annealing temperature of $400^{\circ}C$. The transmittance of the $AZO:H_2$ thin film for the Blue GaN LED was improved by approximately 13% relative to that of a ITO thin film (T = 79%).

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.10
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• pp.811-816
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• 2012

The effect of co-sputtering condition on the structural properties of $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films grown by RF magnetron co-sputtering system was investigated for manufacturing ZnO/MgZnO structure LED. $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films were grown with ZnO and MgO target varying RF power. Structural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD) and Energy dispersive spectroscopy (EDS). The ZnO thin films have sufficient crystallinity on the high RF power. As RF power of ZnO target increased, the contents of MgO in the $Mg_xZn_{1-x}O$ film decreased. LED was manufactured using ZnO/MgZnO multi-layer on p-GaN/$Al_2O_3$ substrate. Threshold voltage of multi-layer LED was appeared at 8 V, and it was luminesced at wave length of 550 nm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.