• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.206.2-206.2
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• 2015

최근 비정질 산화물 반도체 thin film transistor(TFT)는 차세대 투명 디스플레이로 많은 관심을 받고 있으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 산화물 반도체 TFT는 기존의 비정질 실리콘 반도체에 비하여 큰 on/off 전류비, 높은 이동도 그리고 낮은 구동전압으로 인하여 차세대 투명 디스플레이 산업에 적용 가능하다는 장점이 있다. 한편 기존의 sputter나 evaporator를 이용한 증착 방식은 우수한 막의 특성에도 불구하고 많은 시간과 제작비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 별도의 고진공 시스템이 필요하지 않을 뿐만 아니라 대면적화에도 유리한 용액공정 방식을 이용하여 박막 트렌지스터를 제작하였으며 thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화 하였다. 제작된 박막 트렌지스터는 p-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 spin coater을 이용하여 Al-Zn-Sn-O 박막을 형성하였다. 연속해서 photolithography 공정과 BOE (30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 Pseudo-MOS FET구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성평가가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 그 결과, microwave를 통해 열처리한 소자는 100oC 이하의 낮은 열처리 온도에도 불구하고 furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 subthreshold swing(SS), Ion/off ratio, field-effectmobility 등이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.251-251
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• 2011

본 연구에서는 Zr이 도핑 된 ZnSnO (ZZTO) 기반의 물질을 액상공정을 이용하여 합성하고, 박막트랜지스터를 제작하였다. 출발 물질로써 지르코늄 클로라이드 (ZrCl4), 아연 아세테이트 디하이드레이트 ($Zn(CH_3COO)_2{\cdot}2H_3O$), 틴 클로라이드 ($SnCl_2$)를 아연과 주석 프리커서의 비율을 4:7로 고정하고, 지르코늄 프리커서의 몰비를 변형시켜 제작하였다. 제작된 솔루션은 0.25몰의 몰 농도로 고정하였다. 솔벤트로는 2-메톡시에탄올 (2-methoxyethanol)을 사용하였으며, 준비된 솔루션은 $0.2{\mu}m$ 필터를 이용하여 필터링을 실시하였다. Heavily doped p+ Si 기판에 열적 산화법을 이용하여 120 nm 두께의 $SiO_2$를 성장시킨 것을 게이트 및 게이트 절연막으로 이용하였으며, 스핀코팅을 이용하여 ZZTO 박막을 코팅하였다. 코팅 된 기판은 $300^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$ 사이로 2시간 열처리를 실시하였으며, 마지막으로 소오스/드레인을 스퍼터링법으로 Al을 증착하였다. Zr 함량비, 열처리 온도, 제작된 솔루션의 온도에 따른 박막단계를 파악하기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetry differential thermal analyzer (TG-DTA), X-ray diffractometer (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), Hall-effect measurement, UV-Vis spectroscopy 분석을 실시하였으며, 제작된 소자는 semiconductor analyzer (HP4156C)를 이용하여 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.222-222
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• 2010

Transparent semiconductor oxide thin films have been attracting considerable attention as potential channel layers in thin film transistors (TFTs) owing to their several advantageous electrical and optical characteristics such as high mobility, high stability, and transparency. TFTs with ZnO or similar metal oxide semiconductor thin films as the active layer have already been developed for use in active matrix organic light emitting diode (AMOLED). Of late, there have been several reports on TFTs fabricated with InZnO, AlZnSnO, InGaZnO, or other metal oxide semiconductor thin films as the active channel layer. These newly developed TFTs were expected to have better electrical characteristics than ZnO TFTs. In fact, results of these investigations have shown that TFTs with the new multi-component material have excellent electrical properties. In this work, we present TFTs with inverted coplanar geometry and with a novel HfInZnO active layer co-sputtered at room temperature. These TFTs are meant for use in low voltage, battery-operated mobile and flexible devices. Overall, the TFTs showed good performance: the low sub-threshold swing was low and the $I_{on/off}$ ratio was high.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.24-24
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• 2009

투명전극 (TCO Transparent Conductive Oxide)은 Solar cell, Touch panel, Sensor 등 많은 분야에 이용되어지고 있다. ZnO 그리고 $SnO_2$는 ITO룰 대체하기 위하여 오래전부터 연구가 되어지고 있다. 하지만 ZnO가 가지고 있는 많은 장점에도 불구하고 ITO를 대체하기 위한 전기적 특성이 충분하지 않다. 따라서 ZnO에 Al를 도핑하는 등 다양한 연구가 진행되어왔다. 본 실험은 우수한 광학특성 및 전기적 (10-5) 특성을 확보하기 위하여 AZO/Ag/AZO 다층박막구조 형성하였다. 또한 염료감응 태양전지에 적용하기 위하여 다층박막구조를 이용한 안정성 테스트를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.50.1-50.1
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• 2009

Transparent conductive oxides (TCOs) play an important role in thin-film solar cells in terms of low cost and performance improvement. Al-doped ZnO (AZO) is a very promising material for thin-film solar cellfabrication because of the wide availability of its constituent raw materials and its low cost. In this study, AZO films were prepared by low pressurechemical vapor deposition (LPCVD) using trimethylaluminum (TMA), diethylzinc(DEZ), and water vapor. In order to improve the absorbance of light, atypical surface texturing method is wet etching of front electrode using chemical solution. Alternatively, LPCVD can create a rough surface during deposition. This "self-texturing" is a very useful technique, which can eliminate additional chemical texturing process. The introduction of a TMA doping source has a strong influence on resistivity and the diffusion of light in a wide wavelength range.The haze factor of AZO up to a value of 43 % at 600 nm was achieved without an additional surface texturing process by simple TMA doping. The use of AZO TCO resulted in energy conversion efficiencies of 7.7 % when it was applied to thep-i-n a-Si:H thin film solar cell, which was comparable to commercially available fluorine doped tin oxide ($SnO_2$:F).

• Current Photovoltaic Research
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• v.1 no.2
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• pp.115-121
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• 2013

ZnO film has been used for CIGS solar cells as a buffer layer as itself or by doping Mg and Sn; ZnO film also has been used as a transparent conducting layer by doping Al or B for solar cells. Since ZnO itself is a host material for many applications it is necessary to understand the electrical and optical properties of ZnO film itself with various preparation conditions. We prepared ZnO films by converting ZnS precursor into ZnO film by thermal annealing. ZnO film was formed at low temperature as low as $500^{\circ}C$ by annealing a ZnS precursor layer in air. In the air annealing, the electrical resistivity decreased monotonically with increasing annealing temperature; the intensity of the green photoluminescence at 505 nm increased up to $750^{\circ}C$ annealing. The electrical resistivity further decreased and the intensity of green emission also increased in reducing atmospheres. The results suggest that deep-level defects originated by oxygen vacancy enhanced green emission, which reduce light transmittance and enhance the recombination of electrons in conduction band and holes in valence. More oxidizing environment is necessary to obtain defect-free ZnO film for higher transparency.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.42 no.6 s.277
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• pp.384-390
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• 2005

[ ${\alpha}-Al_2O_3$ ] precursor was synthesised by sol-gel method using aluminum sulfate, sodium sulfate and sodium carbonate as law materials. The flaky ${\alpha}-Al_2O_3$ crystals were prepared by heating using precursor about $1,050^{\circ}C$. In this study, the effect of some transition-metal sulfate ($FeSO_4,\;SnSO_4,\;ZnSO_4$) addition have been investigated. When iron sulfate was added, it could see that act on impurities in crystal growth process. In case of tin sulfate, distribution of Platelets was very broad. When flaky ${\alpha}-Al_2O_3$ crystals were prepared zinc sulfate addition, thickness, size, and distribution of platelets was suited to industrial application. The average diameter of flaky ${\alpha}-Al_2O_3$ crystals was about 20 $\mu$m, and its thickness was about 0.3 $\mu$m. Increasing addition of zinc sulfate, thickness of ${\alpha}-Al_2O_3$ platelet was decreased.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.6 no.2
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• pp.315-322
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• 2002

A thin film oxide semiconductor micro gas sensor array which shows only 60㎽ of power consumption at an operating temperature of 30$0^{\circ}C$ has been fabricated using microfabrication and rnicrornachining techniques. Excellent thermal insulation of the membrane is achieved by the use of a double la! or structure of 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ thick Si$_3$N$_4$ and 1${\mu}{\textrm}{m}$ thick phosphosilicate glass(PSG) prepared by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) and atmospheric－pressure chemical-vapor deposition(APCVD), respectively. The sensor way consists of such thin film oxide semiconductor sensing materials as 1wt.％ Pd-doped SnO$_2$, 6wt.% AI$_2$O$_3$-doped ZnO, WO$_3$ and ZnO. The thin film oxide semiconductor micro gas sensor array exhibited resistance changes usable for subsequent data processing upon exposure to various gases and the sensitivity strongly depended on the sensing layer materials. Heater Part of the sensor structure has been modified in order to improve the process yield of the sensor, and as a result of modified heater structure improved process yield has been achieved.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.24 no.1
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• pp.43-47
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• 2014

NiO-doped hibonite pigments were synthesized by the solid state method to get stabilized blue color pigment in both oxidation and reduction atmospheres. Optimum substitution condition with NiO for hibonite blue pigment was investigated. Experimental results were comparable to those of previous cobalt-minimization studies performed with other phosphate- or oxide-based cobalt-containing ceramic pigments (having olivine ($Co_2SiO_4$), spinel ($CoAl_2O_4$), or with co-doped willemite ($(Co,Zn)_2SiO_4$) structures). Composition was designed varying the NiO molar ratio increasing with $SnO_2$. The optimum substitution content is 0.93 mole NiO with 0.75mole $SnO_2$. The characteristics of the synthesized pigment were analyzed by XRD, Raman spectroscopy, SEM, and UV-vis. Synthesized pigment was applied to a lime-barium glaze with 10 wt% each and fired at an oxidation atmosphere of $1250^{\circ}C/1h$ and a reducing atmosphere $1240^{\circ}C/1h$. Blue color was obtained with $L^*a^*b^*$ values at 43.39, -6.78, -18.20 under a reducing atmosphere and 41.66, -6.36, -14.7 under and oxidation atmosphere, respectively.