• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.227-234
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• 1997

ITO, AZO, SZO 투명전도박막의 수소 플라즈마에 대한 안정성에 관하여 연구하였 다. ITO는 Corning 사의 제품을 사용하였고, AZO와 SZO는 rf magnetron sputtering 방법 으로 증착한 것을 이용하였다. 이 세가지 투명전도박막을 PECVD 챔버 내에 장착한 다음, 수소 플라즈마에 노출시켰다. 이 때 ITO 박막의 광투과도는 시편 표면의 온도와 시간이 증 가할수록 감소하였는데 특히 $300^{\circ}C$에서 30분간 노출시켰을 때 10~20%정도의 광투과도를 나타내었으며, 박막의 전도성을 완전히 잃어 버렸다. 반면 AZO와 SZO의 경우, 수소 플라즈 마 노출 온도와 시간에 대해 전반적으로 광투과도 손실이 나타나지 않았다. 하지만 박막내 수소의 유입으로 인하여 흡수대가 단파장 쪽으로 이동하는 'Burstein-Moss'효과가 나타났 다. 또한 표면구조에서도 AZO와 SZO가 수소 플라즈마 노출에 대해 안정성을 보인 반면 ITO의 표면은 indium과 tin의 금속입자로의 환원으로 인해 매우 거칠어짐을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.56.1-56.1
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• 2015

RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 유리 기판위에 ZnO:Al 박막을 증착하고 열공정에 따른 박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성을 연구하였다. 열공정 파라미터로는 공정 온도와 어닐링 온도를 이용하였다. 각각의 열공정 파라미터 변화에 따라 ZnO:Al 박막의 특성이 영향 받음을 확인하였다. 모든 샘플에서(002) 우선 배향성을 보였으며 80% 이상의 투과도 특성을 보였다. 하지만, 열공정에 따라 결정성이 나빠지기도 좋아지기도 하였다. 표면 거칠기는 열공정 종류에 상관없이 온도 증가에 따라 증가하였다. 또한, 투과도도 열공정 종류에 상관없이 온도 증가에 따라 감소함을 보인 반면 광학적 밴드갭은 적색이동 현상을 나타내었다. 적색이동 현상은 Burstein-Moss effect와 관련이 있으며 온도증가에 따라 캐리어 이동도가 감소하여 나타난 현상이다. 열공정에서 따라 비저항이 민감하게 변화하였다. 각각의 열공정에서 온도가 증가함에 따라 비저항이 증가하였고 캐리어 농도와 이동도는 감소함을 보이고 있다. ZnO:Al 박막의 화학적인 상태를 분석한 결과, 열공정 온도에 따라 Al 농도 변화와 불순물 표면 흡착 변화가 발생하였으며 이에 따라캐리어 농도와 이동도의 감소가 나타난 것으로 판단된다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권6호
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• pp.366-370
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• 2014

ZnO:Al transparent conductive films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering technique and annealed by rapid thermal annealing system. The influence of annealing time on the structural, electrical, and optical properties of ZnO:Al thin films was investigated by atomic force microscopy, X-ray diffraction, Hall method and optical transmission spectroscopy. As the annealing time increases from 0 to 5 min, the crystallinity is improved, the root main square surface roughness is decreased and the sheet resistance is decreased. The lowest sheet resistance of ZnO:Al thin film is 90 ohm/sq. The reduction of sheet resistance is caused by increasing carrier concentration due to substituent Al ion. All films are transparent up to 80% in the visible wavelength range and the adsorption edge is a blue-shift due to Burstein-Moss effect with increasing annealing time.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
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• pp.58-61
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• 2005

In an effort to improve the electrical properties of ZnO:Al transparent electrode films, post-annealing treatment in hydrogen atmosphere was attempted with varying annealing time at 573 K for compatibility with typical display device fabrication processes. It was observed that carrier concentrations and mobilities increased with longer annealing time with small changes in crystallinity. This resulted in substantial decrease in resistivity from $4.80{\times}10^{-3}$ to $8.30{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ due to increased carrier concentration. Such improvements in electrical properties are attributed to the passivation of the grain boundary surfaces. The optical properties of the films, which changed in accordance with the Burstein-Moss effect, were consistent with the observed changes in electrical properties.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권5호
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• pp.1-7
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• 2007

Sol-gel 법으로 quartz 기판 위에 Al 도핑 농도와 열처리 온도에 따른 AZO 박막을 제작하였다. 1 % Al 이 도핑되고 550 $^{\circ}C$ 에서 열처리한 ZnO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성과 가장 평탄한 박막 (1.084 nm) 이 제작되었다. 모든 박막은 가시광 영역에서 약 80 % 이상의 투과율을 보였으며, Al 농도가 증가할수록 에너지 밴드 갭이 넓어지는 Burstein-Moss 효과가 관찰되었다. Hall 측정 결과, 순수한 ZnO 박막보다 Al 이 도핑된 ZnO 박막에서 캐리어 농도의 증가와 비저항 값의 감소가 나타났다. 또, Al 의 도핑 농도가 증가함에 따라 segregation 효과로 인한 캐리어 농도의 감소와 비저항 값의 증가가 관찰되었다. 1% Al 이 도핑되고 550 $^{\circ}C$ 에서 열처리한 ZnO 박막에서 가장 큰 캐리어 농도 ($1.80{\times}10^{19}\;cm^{-3}$) 와 가장 낮은 비저항 (0.84 ${\Omega}cm$) 값을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.1213-1218
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• 2013

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 기판온도 변화에 따른 GZO 박막을 투명 사파이어 기판위에 제작하여, 박막의 전기적 광학적 특성 및 결정화 특성을 조사하였다. 전기적 특성을 조사한 결과, 기판온도 $300^{\circ}C$에서 가장 낮은 $4.18{\times}10^{-4}{\Omega}cm$의 비저항을 나타내었고, 이때의 캐리어 농도는 $6.77{\times}10^{20}cm^{-3}$, 홀 이동도는 $22cm^2/Vs$를 나타내었다. 또한 이 조건에서 가장 큰 c-축 배향성을 얻을 수 있었고, 그 때의 반가폭은 $0.34^{\circ}$이었다. AFM 표면형상에서도 기판온도 $300^{\circ}C$에서 가장 우수한 결정성을 확인하였다. 모든 GZO 박막은 기판온도와 무관하게 가시광 영역에서 80 % 정도의 투과율을 보였고, 광학적 밴드갭은 기판온도가 $300^{\circ}C$ 까지 증가함에 따라 3.52 eV 로 증가하여 blue-shift 의 경향이 관찰되었으며, 벌크 ZnO 의 밴드갭인 3.3 eV 보다 높은 것을 확인하였다. 이는 기판온도 증가에 따른 캐리어 농도의 증가로 에너지 밴드갭이 확장된다는 Burstein-Moss 효과로 설명될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.6-13
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• 2010

본 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 Eagle 2000 유리 기판 위에 Ga-doped ZnO (GZO) 박막을 제작하여, 기판온도 $100{\sim}400^{\circ}C$ 및 박막두께에 따른 박막의 결정화 특성과 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 공정조건에 상관없이 모든 GZO 박막은 c-축 배향성을 나타내는 (002) 회절 피크만이 관찰되었고, $300^{\circ}C$에서 400 nm 증착한 GZO 박막이 가장 우수한 결정성을 나타내었으며, 그 때의 반가폭 값은 $0.4^{\circ}$이었다. 또한, AFM 으로 박막의 표면형상을 분석한 결과 $300^{\circ}C$에서 400 nm 증착한 박막에서 비교적 입자가 고르고 치밀한 박막이 형성되었다. 전기적 특성은 홀 측정결과 $300^{\circ}C$에서 400 nm 증착한 박막에서 가장 낮은 비저항 ($8.01{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$)과 가장 높은 전자 캐리어농도 ($3.59{\times}10^{20}\;cm^{-3}$) 를 나타내었다. 모든 GZO 박막은 공정조건에 무관하게 가시광 영역에서 80 %의 투과율을 나타내었으며, 기판온도 및 박막두께 증가에 따른 Ga 도핑효과의 증가로 밴드 갭이 넓어지는 Burstein-Moss 효과가 관찰되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권2호
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• pp.15-20
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• 2010

본 연구에서는 RF magnetron sputtering법으로 기판온도 $200^{\circ}C$에서 공정 압력 (5~20 mTorr)과 산소 가스비 (0~3%)를 변화시켜가며 PES 플라스틱 기판 위에 AZO (Al:3wt%) 박막을 제작하여 광학적 및 전기적 특성을 조사하였다. XRD 측정을 통해 공정 조건에 관계없이 모든 AZO박막이 c 축으로 우선 성장함을 확인할 수 있었다. 박막의 표면을 AFM 으로 조사한 결과, 표면 거칠기 값은 공정압력 5 mTorr, 산소 가스비 3%에서 제작한 박막에서 가장 낮은 값 (3.49 nm) 을 나타내었다. 모든 AZO 박막이 가시광 영역에서 80% 정도의 투과율을 보였으며, 공정 압력과 산소 가스비가 감소할수록 에너지 밴드갭이 증가하는 Burstein-Moss 효과를 관찰할 수 있었다. Hall 측정 결과, 공정 압력 5 mTorr와 산소 가스비 0%에서 제작한 AZO 박막에서 가장 높은 캐리어 농도 $2.63\;{\times}\;10^{20}\;cm^{-3}$ 값과 가장 낮은 비저항 $4.35\;{\times}\;10^{-3}\;{\Omega}cm$ 값을 나타내었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권5호
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• pp.262-264
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• 2014

Pristine ZnO, 3 wt.% Ga-doped (3GZO) and 3 wt.% Ag-doped (3SZO) ZnO nanowires (NWs) were grown using the hot-walled pulse laser deposition (HW-PLD) technique. The doping of Ga and Ag in ZnO NWs was observed by analyzing the optical and chemical properties. We optimized the synthesis conditions, including processing temperature, time, gas flow, and distance between target and substrate for the growth of pristine and doped ZnO NWs. The diameter and length of pristine and doped ZnO NWs were controlled under 200 nm and several ${\mu}m$, respectively. Low temperature photoluminescence (PL) was performed to observe the optical property of doped NWs. We clearly observed the shift of the near band edge (NBE) emission by using low temperature PL. In the case of 3GZO and 3SZO NWs, the center photon energy of the NBE emissions shifted to low energy direction using the Burstein Moss effect. A strong donor-bound exciton peak was found in 3 GZO NWs, while an acceptor-bound exciton peak was found in 3SZO NWs. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) also indicated that the shift of binding energy was mainly attributed to the interaction between the metal ion and ZnO NWs.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

In this work we have investigated electrical and optical properties of interface for ITO/Si with shallow doped emitter. The ITO is prepared by DC magnetron sputter on p-type monocrystalline silicon substrate. As an experimental result, The transmittance at 640nm spectra is obtained an average transmittance over 85% in the visible range of the optical spectrum. The energy bandgap of ITO at oxygen flow from 0% to 4% obtained between 3.57eV and 3.68eV (ITO : 3.75eV). The energy bandgap of ITO is depending on the thickness, sturcture and doping concentration. Because the bandgap and position of absorption edge for degenerated semiconductor oxide are determined by two competing mechanism; i) bandgap narrowing due to electron-electron and electron-impurity effects on the valance and conduction bands (> 3.38eV), ii) bandgap widening by the Burstein-Moss effect, a blocking of the lowest states of the conduction band by excess electrons( < 4.15eV). The resistivity of ITO layer obtained about $6{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ at 4% of oxygen flow. In case of decrease resistivity of ITO, the carrier concentration and carrier mobility of ITO film will be increased. The contact resistance of ITO/Si with shallow doped emitter was measured by the transmission line method(TLM). As an experimental result, the contact resistance was obtained $0.0705{\Omega}cm^2$ at 2% oxygen flow. It is formed ohmic-contact of interface ITO/Si substrate. The emitter series resistance of ITO/Si with shallow doped emitter was obtained $0.1821{\Omega}cm^2$. Therefore, As an PC1D simulation result, the fill factor of EWT solar cell obtained above 80%. The details will be presented in conference.