• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.2
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• pp.15-20
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• 2010

In this study, AZO (Al: 3 wt%) thin films have been prepared on PES Plastic substrates at various working pressure (5~20 mTorr), $O_2$ gas flow rate(0~3%) and the fixed substrate temperature of 200 f by using the RF magnetron sputtering and their optical and electrical properties have been studied. The XRD measurement shows that AZO thin films exhibit c-axis preferred orientation. From the results of AFM measurements, it is known that the lowest surface roughness (3.49 nm) is obtained for the AZO thin film fabricated at 5 mTorr of working pressure and 3% of $O_2$ gas flow rate. The optical transmittance of AZO thin films is measured as 80% in the visible region. We observe that the energy band gap of AZO thin films increases with decreasing the working pressure and the $O_2$ gas flow rate. This phenomenon is due to the Burstein-Moss effect. Hall measurement shows that the maximum carrier concentration ($2.63\;{\times}\;10^{20}\;cm^{-3}$) and the minimum resistivity ($4.35\;{\times}\;10^{-3}\;{\Omega}cm$) are obtained for the AZO thin film fabricated at 5mTorr of working pressure and 0% of $O_2$ gas flow rate.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.2
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• pp.136-142
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• 1997

An/n-GaAs(100) Schottky barrier diode has been investigated by using electoreflectance(ER). From the observed Franz-Keldysh oscillatins(FKO), the internal electric field(Ei) of the sample is $5.76\times 10^{4}$V/cm at 300 K. As the modulation voltage($V_{ac}$) IS changed, the line shape of ER signal does not change but its amplitude various linerly. For increasing forward and reverse dc bias boltage($V_{bias}$), the amplitude of ER signal decreases. The internal electric field decreased from $19.3\times 10^4\sim4.39\times10^4$V/cm as $V_{bias}$ INCREASES FROM -5.0 V TO 0.6 V. For Au/n-GaAs the valve of built-in voltage($V_{bi}$) determined from the plot of $V_{bias}$ versus $E_i^2$ is 0.70 V. This value agrees with that observed in the plot of $V_{bias}$ versus amplitude of FKO peak. In addition, the carrier concentraion(N) and potential barrier($\Phi$) of the sample at 300 K are found to be about $2.4\times 10^{16}\textrm{cm}^{-3}$ and 0.78 eV, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.177-177
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• 2007

ZnO는 3.36eV의 넓은 밴드캡을 가지는 II-IV족 반도체로써 태양전지, LED와 같은 광학적 소자로 이용이 기대가 되는 물질이다. 더욱이, 상온에서의 60meV에 해당하는 큰 엑시톤 에너지와 밴드캡 에지니어링이 가능하다는 장점 때문에 광학적 소자로 널리 이용되고 있는 GaN을 대체할 수 있는 물질로 주목을 받고 있다. 하지만, p-type ZnO는 형성이 어렵고 낮은 이동도와 케리어 농도의 특성을 보이고, 대기 중에 장시간 노출할 경우 n-type ZnO의 특성으로 돌아가는 불안정성을 보이고 있다. 최근에 몇몇의 연구자들에 의해 V족의 원소인 P(phosphorous), N(nitrogen), As(arsenic))를 도핑하여 p-type ZnO의 형성에 대한 논문이 발표되고 있다. 또한, V족 원소 중에 P는 p-type ZnO 형성에 효과적인 도핑 물질로 보고되 고 있다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 다양한 온도에서 성장된 P도핑 ZnO 박막의 특성에 대해 연구하였다. P도핑된 ZnO 박막은 사파이어 기판에 buffer층을 사용한 Insulator 특성의 ZnO박막위에 400, 500, 600, $700^{\circ}C$에서 성장되 었다. 박막의 특성 분석에는 325nm의 파장을 가지는 He-Cd의 레이져 광원을 사용하여 10K의 저온 PL과 0.5T의 자기장을 사용한 van der Pauw configuration에 의한 Hall effect측정, 그리고 결정성 분석에는 XRD와 TEM을 이용하였다. 상온 Hall-effect 측정 결과, $400{\sim}600^{\circ}C$ 에서 성장된 박막은 n-type의 특성을 보였고, $700^{\circ}C$에서 성장된 Phosphorous 도핑 ZnO박막은 $1.19{\times}10^{17}$의 캐리어 농도를 가지는 p-type의 특성을 보였다. 그리고 XRD분석과 TEM분석을 통하여 박막의 성장온도가 증가 할수록 P도핑된 ZnO박막의 결정성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 10K의 저온 PL분석을 통해 p도핑에 의한 액셉터에 관련된 피크들을 관찰할 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.3
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• pp.13-19
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• 2021

This study examined the effects of stacking faults on the thermoelectric properties for n-type SiC semiconductors. Porous SiC semiconductors with 30~42 % porosity were fabricated by the heat treatment of pressed ��-SiC powder compacts at 1600~2100 ℃ for 20~120 min in an N2 atmosphere. XRD was performed to examine the stacking faults, lattice strain, and precise lattice parameters of the specimens. The porosity and surface area were analyzed, and SEM, TEM, and HRTEM were carried out to examine the microstructure. The electrical conductivity and the Seebeck coefficient were measured at 550~900 ℃ in an Ar atmosphere. The electrical conductivity increased with increasing heat treatment temperature and time, which might be due to an increase in carrier concentration and improvement in grain-to-grain connectivity. The Seebeck coefficients were negative due to nitrogen behaving as a donor, and their absolute values also increased with increasing heat treatment temperature and time. This might be due to a decrease in stacking fault density, i.e., a decrease in stacking fault density accompanied by grain growth and crystallite growth must have increased the phonon mean free path, enhancing the phonon-drag effect, leading to a larger Seebeck coefficient.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.31 no.1
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• pp.43-48
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• 2024

The discovery of a two-dimensional electron gas (2DEG) at the interface of LaAlO₃ (LAO) and SrTiO₃ (STO) substrates has sparked significant interest, providing a foundation for cutting-edge research in electronic devices based on complex oxide heterostructures. However, conventional methods for producing LAO thin films, typically employing techniques like pulsed laser deposition (PLD) within physical vapor deposition (PVD), are associated with high costs and challenges in precisely controlling the La and Al composition within LAO. In this study, we adopted a cost-effective alternative approach-solution-based processing-to fabricate LAO thin films and investigated their electrical properties. By adjusting the concentration of the precursor solution, we varied the thickness of LAO films from 2 to 65 nm and determined the sheet resistance and carrier density for each thickness. After vacuum annealing, the sheet resistance of the conductive channel ranged from 0.015 to 0.020 Ω·s^-1, indicating that electron conduction occurs not only at the LAO/STO interface but also into the STO bulk region, consistent with previous studies. These findings demonstrate the successful formation and control of 2DEG through solution-based processing, offering the potential to reduce process costs and broaden the scope of applications in electronic device manufacturing.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.19 no.3
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• pp.89-93
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• 2009

Amorphous $Ge_{1-x}Mn_x$ semiconductor thin films grown by low temperature vapor deposition were annealed, and their electrical and magnetic properties have been studied. The amorphous thin films were $1,000{\sim}5,000\;{\AA}$ thick. Amorphous $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films were annealed at $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$ for 3 minutes in high vacuum chamber. X-ray diffraction analysis reveals that as-grown $Ge_{1-x}Mn_x$ semiconductor thin films are amorphous and are crystallized by annealing. Crystallization temperature of amorphous $Ge_{1-x}Mn_x$ semiconductor thin films varies with Mn concentration. Amorphous $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films have p-type carriers and the carrier type is not changed during annealing, but the electrical resistivity increases with annealing temperature. Magnetization characteristics show that the as-grown amorphous $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films are ferromagnetic and the Curie temperatures are around 130 K. Curie temperature and saturation magnetization of annealed $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films increase with annealing temperature. Magnetization behavior and X-ray analysis implies that formation of ferromagnetic $Ge_3Mn_5$ phase causes the change of magnetic and electrical properties of annealed $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.3
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• pp.213-220
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• 2009

The optimal condition of low temperature deposition of transparent conductive Al-doped zinc oxide (AZO) films is studied by RF magnetron sputtering method. To achieve enhanced-electrical property and good crystallites quality, we tried to deposit on glass using a two-step growth process. This process was to deposit AZO buffer layer with optimal growth condition on glass in-situ state. The AZO film grown at rf 120 W on buffer layer prepared at RF $50{\sim}60\;W$ shows the electrical resistivity $3.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, Carrier concentration $1.22{\times}10^{21}/cm^3$, and mobility $9.9\;cm^2/Vs$ in these results, The crystallinity of AZO film on buffer layer was similar to that of AZO film on glass with no buffer later but the electrical properties of the AZO film were 30% improved than that of the AZO film with no buffer layer. Therefore, the cause of enhanced electrical properties was explained to be dependent on degree of crystallization and on buffer layer's compressive stress by variation of $Ar^+$ ion impinging energy.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.3
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• pp.119-125
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• 2013

In this study, we studied the properties of ZnO(Al) and ZnO(AlGa) thin film according to film thickness deposited on SLG by In-line magnetron sputtering system. XRD, FESEM, 4-point probe, Hall measurement system and UV/Vis-NIR spectrophotometer were employed to analyze the properties of ZnO(Al) and ZnO(AlGa) thin film. The all films exhibited (002) preferential orientation with clear peak shape and high intensity. The carrier concentration and Hall mobility of ZnO(Al) and ZnO(AlGa) thin film were improved with increasing thickness. The resistivity of both films decreased when the film thickness was raised from 500 nm to 1,450 nm. And then relatively the resistivity of ZnO(AlGa) film was lower than that of ZnO(Al) film. The transmittance of the films decreased with increasing film thickness but all films exhibited optical transmittances of over 83.3% in the visible region.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.416-417
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• 2013

최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.11a
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• pp.30-30
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 네어지 변환효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 바런재로 등에 응요하기 위하여ㅠ 제조법 및 특서에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. $Bi_2Te_3$계 화합물은 rhombohedral의 결정 구조를 가지는 층상 화 ;물로 결정대칭성으로 인해 연전기적으로 큰 이방성을 나타낸다. 현재는 일반향용고법에 의해서 입자를 a축 방향으로 성장시켜 큰 결정립을 가진 다결정재료를 사용하고 있으나, c면이 매우 취약하기 때문에 가공서이 나쁘다. 따라서 이와같은 단점을 개선하기 위하여 기계적 강도를 높일 수 있는 가공공정 및 합금설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 측히 열간 압출법으로 제조된 열전재료는 결정립의 미세화와 높은 이방성으로 성능지수와 기계적 강도를 향상시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다 또한 Schultz드의 연구결과에 의하면 $Bi_2Te_3$ 계 열전재료는 소성변형에 의하여 발생한 점결함에 의하여 캐리어 농도가 변화되며 이로 인하여 재료의 전기적 성질이 결정된다고 하였다. 따라서 상당히 큰 소성가공량과 열전측성과의 관계를 규명하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 압출변수 중 소성가공량에 중요한 변수로 작요아는 압출비를 변화시켜 최적의 열간 소성가공량을 검토하고, 이에 따른 열전측성과 압출비와의 상관관계에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 연구에 사용된 N형의 조성은$Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$로서 순도 99.99를 사용하였고, dopant로 0.1wt%의 $SbI_3$를 사용하였다. $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 분말은 가스분사법(Gas atomization Process)를 이용하여, 용탕제조시 아르곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.