• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.522-523
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• 2005

Top emission OLED 소자에 사용되는 ITO(Indium-Tin-Oxide)의 저항을 개선하여 보다 낮은 저항을 가지는 전극을 제작하기 위해 AZO(ZnO-Ag-ZnO)를 제작하였다. AZO박막은 기존의 ITO박막이 수십 $\Omega$을 나타내던 것과 비교하여 $8\Omega$으로 매우 낮은 저항을 나타내었다. 투과율은 84%로 기존의 ITO박막과 유사한 성능을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.485-486
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• 2006

Top emission OLED 소자에 사용되는 ITO(Indium-Tin-Oxide)의 저항을 개선하여 보다 낮은 저항을 가지는 전극을 제작하기 위해 AZO(ZnO-Ag-ZnO)를 제작하였다. AZO박막은 기존의 ITO박막이 수십 $\Omega$을 나타내던 것과 비교하여 $8{\Omega}$으로 매우 낮은 저항을 나타내었다 투과율은 84%로 기존의 ITO박막과 유사한 성능을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.168-168
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• 2012

Al doped ZnO (AZO)는 태양전지, 평판 디스플레이, OELD 등 광전자 소자에 적용되는 투명전도막용 재료인 ITO의 대체 재료로서 최근에 가장 각광받고 있는 물질이다. 하지만, $2.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$의 낮은 비저항과 90% 이상의 투과도를 갖는 ITO의 비해 AZO의 특성은 아직 부족한 상황이다. 수십 년간 많은 연구자들에 의해 다양한 제조 방법과 공정 조건들로 전기적, 광학적 특성을 향상시키기 위한 노력들이 진행되어 왔다. 하지만 실리콘 반도체와는 달리 II-VI족 물질의 정확한 근본적인 원리는 아직 불분명한 상태이다. 지금까지 AZO의 특성 향상의 원인을 결정립 크기, 주상구조의 우선 방위, 결정성, Zn-O 구조내의 산소 결핍 등의 메커니즘으로 설명해 왔다. 하지만, 본 연구에서는 지금까지 제안된 상기 요인의 변화 없이 전기적, 광학적 특성을 향상시키는 것이 짧은 열처리만으로도 가능했다. AZO 박막의 전기적, 광학적 특성에 큰 영향을 미치는 보다 근본적인 원인은 도핑 효율이다. ZnO 내에 도핑된 Al의 양보다 실제로로 활성화된 Al의 비율을 올리는 것이 중요하다. 본 연구에서 구조적, 조성적 변화 없이 도핑효율을 8.9%에서 66.7%까지 증가시켰으며, 이동도는 박막 표면의 및 결정립계 사이의 과잉산소를 줄임으로서 optical phonon scattering 감소를 통하여 증가시킬 수 있고, 이러한 과잉산소의 감소는 deep level emission을 감소시킴으로서 투과도 증가에도 영향을 준다. 본 연구에서 짧은 열처리를 통해 구조적 변화 없이 도핑효율의 증가만으로 $4.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항과 90%의 투과도를 갖는 AZO 박막을 제조하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.90-90
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• 2009

박막 태양전지의 단락전류를 증가시키기 위해서는 투명전도 산화막의 표면 식각을 통한 광포획 특성 극대화가 중요하며, 일반적으로 스퍼터링법으로 제작된 투명전도 산화막의 표면 식각은 HCl solution을 이용한다. 본 연구는 투면전도 산화막 증착시 seed로 작용할 수 있는 colloidal 형태의 nanoparticle을 유리기판에 형성한 뒤 rf-magnetron sputtering 법을 이용하여 ZnO:Al(AZO) 투명전도 산화막을 증착하여 광학 전기적 특성 변화를 분석하였다. Nanoparticle을 사용하여 제조된 AZO 박막은 nanoparticle의 확산에 의한 전자농도의 향상이 보였으나, 이동도의 감소로 인해 전기적 특성에 큰 변화는 없었다. 반면 AZO 박막의 표면형상이 nanoparticle로 인해 변하여 박막의 광 포획을 위한 안개도가 향상됨을 확인 할 수 있었으며, 이로 인해 표면 형상 제어를 통한 박막 태양전지 적용을 위한 투명전도 산화막을 제작할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.5
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• pp.1-7
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• 2007

AZO thin films have been fabricated on quartz substrate with various Al doping concentrations and annealing temperatures by sol-gel method. The bset condition of (002) orientation and smooth surface (rms = 1.082 nm) is obtained for the AZO thin film doped with 1 mol % Al and annealed at 550 $^{\circ}C$. The optical transmittance of AZO thin films is higher than 80 % in the visible region. We observe that the energy band gap extends with increasing the Al doping concentration. This phenomenon is due to the Burstein-Moss effect. Through the measurement of Hall effect, it is observed that the AZO thin film has larger carrier concentration and smaller electrical resistivity than the pure ZnO thin film. However, the AZO thin film shows the decrease of carrier concentration and the increase of resistivity with the increase of Al concentration, that is due to the segregation of Al at grain boundaries. The maximum carrier concentration of $1.80{\times}10^{19}\;cm^{-3}$ and the minimum resistivity of 0.84 ${\Omega}cm$ are obtained for the AZO thin film doped with 1 mol % Al and annealed at 550 $^{\circ}C$.

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.249-249
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막은 전기 전도성과 광투과성이 우수하여 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 태양전지(solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 광전자 소자에 널리 응용되고 있다. 특히 LED에서 p-GaN층에서 전류가 층안에서 충분하게 확산되지 않기 때문에, TCO는 균일하게 전류를 흘려보내기 위해서 전류확산층(current spreading layer)으로 사용된다. 그 중 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 고가의 indium가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감하거나 함유하지 않은 새로운 조성의 친환경적 대체 TCO 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 반도체 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, Al2O3 : 2wt.%)는 3.3 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근적외선 파장영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 GaN기반 LED 응용을 위한 전류확산층으로 ITO 대신 AZO의 특성을 연구하였다. 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass기판 위에 AZO, Ni/AZO, NiOx/AZO를 증착하였다. 이어서 $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기적 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.4
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• pp.267-272
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• 2007

Al-doped ZnO (AZO) thin films were grown on glass substrates by radio-frequency magnetron sputtering. The effects of oxygen flow ratio, which was used for a sputtering gas, on the AZO thin films were investigated by using the X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and Hall effects measurement. The AZO thin film, deposited with oxygen flow ratio of 0% at the growth temperature of $400^{\circ}C$, showed a strongly c-axis preferred orientation and the lowest resistivity of $6.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. The ZnO (002) diffraction peak indicated a tendency to decrease substantially with increasing the oxygen flow ratio. Furthermore, as the oxygen flow ratio was decreased, the carrier concentration and the hall mobility were increased, but the electrical resistivity was decreased.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.180-181
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• 2011

기존의 GaN LED에 사용되어지고 있는 p형 GaN 반도체의 Ni/Au 투명 접촉 전극을 제조할 때 발생하는 오염과 공정을 줄이고 발광효율을 향상시킬 수 있는 투명 접촉 전극을 제작하기 위해 마그네트론 2원 동시 방전법을 사용하여 AZO-NiO 박막을 증착 하였다. Al 원자 함량에 따른 AZO-NiO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.101-101
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막으로써 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 전기 전도성과 광 투과성이 우수하여 주로 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED)의 전극, 발광다이오드(light-emitting diode, LED)의 current spreading 층 및 태양전지(solar cell)의 윈도우층(window layer) 등의 광전자 소자로 응용되고 있으나, 고가의 indium 가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감한 새로운 조성의 TCO 또는 indium을 함유하지 않은 친환경적인 TCO 대체 재료 개발의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, $Al_2O_3$: 2 wt.%)는 3.82eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근 적외선 파장 영역에 대하여 90% 이상의 높은 투과율을 나타낸다. 또한, 습식식각이 가능하며, 매우 풍부하여 원가가 매우 저렴하고, 독성이 없다. 본 연구에서는 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass 기판 위에 AZO 박막을 성장하고, $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기 및 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 이후에 기존의 성장방법과 달리 고가의 진공 장비를 사용하지 않고, 저온에서도 간단한 구조의 장비를 이용하여 균일한 나노구조를 성장시킬 수 있는 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 AZO 박막위에 ZnO 나노로드를 다양한 성장조건에 따라 성장시켜 광학적 특성을 비교 분석하였다.