• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.102-102
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• 2011

ZnO는 우수한 전기적, 광학적 특성으로 LED, solar cell 등과 같은 광전자소자의 응용을 목적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 최근에는 ZnO 동종접합을 만들고자 많은 연구가 진행되고 있으나 p형 ZnO의 낮은 용해성과 높은 불순물에 따른 제조의 어려움으로 현재까지는 n형 ZnO만이 전도성 기판 위에 성장되어 응용되고 있다. 전도성 기판으로서 Si의 경우 낮은 가격, 공정의 용이함 등으로 GaN, SiC 등의 기판에 비하여 많은 응용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 전기화학증착법을 이용하여 p-n 접합을 형성하기 위하여 p형 Si 기판 위에 n형 ZnO 나노구조를 성장하고 그 특성을 분석하였다. 전기화학증착법은 낮은 온도 및 간단한 공정과정으로 빠른 성장 속도를 가지고 나노구조를 효과적으로 성장할 수 있는 방식이다. Seed 층 및 열처리에 따른 n형 ZnO 나노구조의 성장 특성 분석을 위하여 radio frequency (RF) magnetron 스퍼터를 사용하여 ZnO 및 Al doped ZnO (AZO) seed 층을 p형 Si 기판 위에 증착 후 다양한 온도로 열처리를 수행하였다. 질산아연(zinc nitrate)과 HMT가 희석된 용액에 KCl 촉매를 일정량 첨가한 후 다양한 공정 온도, 공정시간 및 질산아연의 몰농도를 변화시켜 n형 ZnO 나노구조를 성장하였다. 성장된 나노구조의 특성은 field emission scanning microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray (EDX), photoluminescence (PL) 등의 장비를 사용하여 구조적, 광학적 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.321-322
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• 2009

Al doped ZnO films deposited on glass substrate using RF magnetron sputtering in Ar and $Ar+H_2$ gas ambient at $100^{\circ}C$. The films deposited in $Ar+H_2$ were hydrogen-annealed at the temperature of $150\sim300^{\circ}C$ for 1hr. The lowest resistivity of $4.25\times10^{-4}{\Omega}cm$ was obtained for the AZO film deposited in $Ar+H_2$ after hydrogen annealing at $300^{\circ}C$ for 1hr. The average transmittance is above 85% in the range of 400-1000 nm for all films. The absorption efficiency of solar cell was improved by using the optimized AZO films as a top electrode.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.29 no.6
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• pp.272-276
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• 2016

Al doped ZnO (AZO) single layer and AZO/Ag bi-layered films were deposited on the glass substrates by radio frequency and direct current magnetron sputtering and then the effect of Ag buffer layer on the electrical and optical properties of the films was investigated. The thicknesses of AZO upper layer was kept as 100 nm, while Ag buffer layer was varied from 5 to 15 nm. The observed results mean that opto-electrical properties of the AZO films is influenced with Ag buffer layer and AZO film with 10 nm thick Ag buffer layer show the higher opto-electrical performance than that of the AZO single layer film prepared in this study.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.430-430
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• 2012

Modulated pulsed power (MPP) 스퍼터링은 펄스 전압 shape, amplitude, duration의 modulation을 통해 증착율 손실을 극복하는 고출력 펄스 마그네트론 스퍼터링의 한 종류이다. Micro second 범위에서 on/off 시간을 다중 세트 형태로 자유롭게 프로그램 할 수 있어서 아킹 없이 고전류 영역의 마그네트론 동작을 할 수 있으므로, 고주파 유도 결합 플라즈마원이나 마이크로웨이브 투입 등의 부가적인 플라즈마 없이도 스퍼터링 재료의 이온화 정도를 획기적으로 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 $2{\times}1{\times}0.2$의 sputtering system에서 기판 캐리어를 이용해서 $400{\times}400mm$ 기판을 $272{\times}500mm$ 크기의 AZO target (Al 2 wt%)이 설치되어 있는 moving magnet cathode (MMC)을 이용하여 MPP로 증착했다. 두 종류의 micro pulse set을 하나의 macro pulse에 사용함으로서 weakly ionized plasma와 strongly ionized plasma를 만들 수 있다. 다양한 micro pulse set을 이용하여 평균 전력 2 kW에서 peak 전력을 4 kW에서 45 kW까지 상승 시킬 수 있으며, 이 때 타겟-기판 거리 80 mm에서 이온전류밀도는 $5mA/cm^2$에서 $20mA/cm^2$까지 상승했다. MPP는 같은 평균 전력에서 repetition frequency가 증가할 때, 증착 속도가 증가했으며, 같은 repetition frequency에서 macro pulse length가 증가할 때도, 증착 속도가 증가했다. 최적화된 marco, micro pulse set에서 증착 속도는 평균 전력 2 kW에서 110 nm/min이었고, 700 nm의 박막에서 비저항은 $1-2{\times}10^{-3}ohm{\cdot}cm$였다. 표면거칠기 Rrms는 약 3 nm였고, 400-700 nm 영역의 평균 투과도는 72-76%였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.77-78
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• 2006

In order to increase the efficiency of LED, transparent electrodes should be also developed. also suitable anti-reflection coating (ARC) is necessary for practical device applications. In our paper, Al-doped ZnO (AZO) films were fabricated by sputtering on GaP substrate(wavelength:620nm). Choosing optimum substrate temperature and sputtering rate, high quality AZO films were formed. We confirmed that the surface and electrical properties, which implemented using the methods of AFM, Hall measurement. The properties of AZO thin films especially depended on the thickness. We presumed that the change of the increase the external quantum efficiency of LED according to the AZO thin film of thickness.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.471-472
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• 2008

The properties of Al doped ZnO (AZO) thin flim for solar cells with various input currents were studied in this paper. Using facing target sputtering with 2wt.% AZO targets, TCO films were deposited on glass(corning 2948) substrate at room temperature. AZO thin films were deposited by 0.2A, 0.4A, 0.6A and 0.8A at the thickness of 300nm. Electrical, optical and structural of thin films investigated by a Hall effect measurement (Ecopia), an UV-VIS spectrometer(HP) and a X-ray diffractometer (Rigaku). As a results, all thin films showed transmittance about 80%, respectively and resistivity was $7.67\times10^{-4}\Omega$-cm at 0.6A.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.10-10
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• 2009

Transparent BNO thin films were grown on Al-doped ZnO (AZO)/Ag/AZO/polyethersulfon (PES) (abbreviated as AAAP) transparent electrodes at a low temperature by the NCD technique. The BNO films grown on the crystallized AZO/Ag/AZO (AAA) electrodes exhibit an amorphous phase with a root mean square (rms) roughness of approximately 2 nm in the range of deposition temperature. The capacitors (Pt/BNO/AAAP) with BNO films grown at $100^{\circ}C$ show a dielectric constant of 24 and dissipation factor of 8% at 100 kHz, a leakage current density of about $8{\times}10^{-6}A/cm^2$ at an applied voltage of 1.0V. The optical transmittances of the BNO/AAAP exhibited above 80% at wavelength of 550nm at all of deposition temperature. The mechanical stability of the BNO/AAA as well as AAA electrode with the PES substrates through the bending was ensured for flexible electronic device applications. The transparent BNO capacitors grown on AAAP are powerful candidate for integration with the transparent solar cells.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.98-98
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• 2011

수직으로 정렬된 1차원 나노구조는 입사되는 빛에 대하여 반사율을 줄일 수 있는 유효 굴절률 profile을 갖고 있어, 태양광소자 및 광전자소자의 성능을 향상시키기 위해 널리 응용되어 왔으며, 이러한 수직으로 정렬된 1차원 나노구조를 제작하는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 화학적 방법으로 성장시킨 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 비교적 간단하고 저렴한 제작공정을 통해서 높은 결정성을 갖는 수직형 1차원 나노구조체로 이용 할 수 있다. 한편, 효과적인 무반사(antireflection) 층을 제작하기 위해서는 표면에서 발생되는 Fresnel 반사율을 낮춰야 하는데, 이를 위해서 입사되는 매질에서 기판 사이의 유효 굴절률이 연속적이고, 점진적인 변화가 필요하다. 이에 본 연구에서는 무반사 특성향상을 위해서 실리콘 (Si) 기판위에 tapered 산화아연 나노로드를 화학적으로 성장시켜 반사율 특성을 분석하였다. 실험을 위해, 먼저 Si 기판에 AZO (Al doped ZnO) seed 층을 RF magnetron 스퍼터를 사용해 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines으로 혼합된 용액에 담가두어 산화아연 나노로드를 성장시켰다. Tapered 산화아연 나노로드를 형성하기 위해 용액의 온도를 서서히 낮춤으로 산화아연나노로드의 끝을 뾰족하게 제작할 수 있었다. 한편, 이론적으로 AZO seed 층의 두께에 대한 반사 스펙트럼을 rigorous coupled wave analysis (RCWA) 계산법을 통해서 시뮬레이션을 수행하였으며, 최적화된 AZO seed 층의 두께를 결정하여, 그 위에 tapered 산화아연 나노로드를 성장시켜 반사율을 측정하여 무반사 특성 향상을 확인 할 수 있었다. 또한, 태양광소자 응용을 위해, 표준 AM1.5G 태양광 스펙트럼을 고려한 solar weighted reflection을 계산하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.149-149
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• 2009

실제 산업에서 가장 많이 사용하고 있는 in-line type system에서 Al-doped ZnO (AZO) 막을 bipolar pulsed DC sputtering을 이용해 증착하였다. 약 30 nm/sec의 속도로 기판을 타겟 좌우로 swing 하면서 동적 증착 공정을 한 AZO 박막의 columnar structure가 정적 증착일 때와 다른 형태의 zigzag-type columnar structure가 형성되었다. 투명전도막의 가장 중요한 특성인 비저항과 투과도가 동적 증착 공정일 때의 박막과 정적 증착 공정일 때의 박막이 각각 $2.5{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$, 78.5%와 $1.65{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$, 83.9% 였다. 이렇게 성장하는 막의 구조 형태에 따라 달라지는 특성 변화는 양산하는 현장에서 매우 중요한 것이며, 동적 증착 공정에서의 박막 특성 개선에 정적 증착 공정과는 다른 방법의 연구가 필요할 것이다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.9 no.3
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• pp.23-27
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• 2010

We prepared Al doped ZnO thin film as a top electrode on a glass substrate with a deposited $Alq_3$ for the top emission organic Light emitting device (TEOLED) with facing target sputtering (FTS) method and radio-frequency (RF) sputtering method, respectively. Before the deposition of AZO thin film, we evaporated the $Alq_3$ on glass substrate by thermal evaporation. And we evaluated the damage of organic layer. As a result, PL intensity of $Alq_3$ on grown by FTS method showed higher than that of grown by RF sputtering method, so we found that the FTS showed the lower damage sputtering than RF sputtering. Therefore, we can expect the FTS method is promising the low-damage sputtering system that can be used as a direct sputtering on the organic layer.