• The Korean Journal of Ceramics
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• v.3 no.2
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• pp.134-138
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• 1997

$Dy^{3+}-(or Tm^{3+}-)$ doped $Ga_2O_3 \;and\; ZnGa_2O_4$ phosphors were prepared using the solid state reaction method to investigate their photoluminescent characteristics. Under 254 nm excitation, $Dy^{3+}-doped Ga2_O_3$ exhibited two emission bands of 460~505nm and 570~600nm. On the other hand, $Dy^{3+}-(or Tm^{3+}-)$ doped $ZnGa_2O_4 $phosphors exhibited a broad-band emission extending from 330 nm to 610 nm, peaking at about 430 nm(or 370 nm). In this study, an emission peak shift of nealy 50 nm towards longer wavelength region was observed with $Dy^{3+}$ doping in the $ZnGa_2O_4 $.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.26 no.2
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• pp.79-84
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• 2017

The drain current of the SB MOSFET was analytically modeled by an equation composed of thermionic emission and tunneling with consideration of the image force lowering. The depletion region electron concentration was used to model the channel electron concentration for the tunneling current. The Schottky barrier width is dependent on the channel electron concentration. The drain current is changed by the gate oxide thickness and Schottky barrier height, but it is hardly changed by the doping concentration. For a GaN SB MOSFET with ITO source and drain electrodes, the calculated threshold voltage was 3.5 V which was similar to the measured value of 3.75 V and the calculated drain current was 1.2 times higher than the measured.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.4-4
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• 2010

Single-crystalline IGZO (Indium-Gallium-Zinc oxide) was fabricated on c-sapphire substrate. Single crystal ZnO was used as a buffer layer, and post-annealing was treated in $900^{\circ}C$ for crystallization of IGZO. Crystallized IGZO formed superlattice structure spontaneously induced to c-axis direction by ZnO butTer layer, the composition of IGZO was varied by amount of ZnO. Crystallinity and composition of IGZO was analyzed by X-ray Diffraction and Transmission Electron Microscopy.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.15 no.2
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• pp.249-254
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• 2015

Solution-derived amorphous indium-gallium-zinc oxide (a-IGZO) thin-film-transistor (TFTs) were developed using a microwave irradiation treatment at low process temperature below $300^{\circ}C$. Compared to conventional furnace-annealing, the a-IGZO TFTs annealed by microwave irradiation exhibited better electrical characteristics in terms of field effect mobility, SS, and on/off current ratio, although the annealing temperature of microwave irradiation is much lower than that of furnace annealing. The microwave irradiated TFTs showed a smaller $V_{th}$ shift under the positive gate bias stress (PGBS) and negative gate bias stress (NGBS) tests owing to a lower ratio of oxygen vacancies, surface absorbed oxygen molecules, and reduced interface trapping in a-IGZO. Therefore, microwave irradiation is very promising to low-temperature process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.154.1-154.1
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• 2014

Indium gallium zinc oxide (IGZO)는 차세대 디스플레이 평판 패널에 사용되는 반도체 화합물의 일종으로 최근 주목받고 있는 물질의 하나이다. 기존의 IGZO를 사용하여 박막을 증착한 뒤 표면 처리를 통해 박막의 특성 변화에 대한 연구들이 진행되어 왔으며, 기존의 연구들은 plasma 환경에 노출을 시켜 간접적인 plasma treatment를 통해 박막의 특성을 향상시켜 왔다. 본 연구에서는 기존의 plasma treatment에서 발견된 방식인 ion beam treatment를 통해 플라즈마를 직접적으로 표면에 조사하여 박막의 특성 변화를 알아보았다. 한국표준과학연구원에서 자체 제작한 chamber를 이용하여 RF sputter로 Si wafer 위에 IGZO 박막을 증착하고 수소 ion beam treatment를 한 뒤, SEM과 XPS를 사용하여 박막 표면의 물성 변화를 분석하였다. 실험에 사용된 chamber에는 sputter gun과 ion beam이 함께 장착되어 있으며, scroll pump와 TMP를 사용하여 pressure를 유지하였다. 실험 시 base pressure는 $1.4{\times}10^{-6}Torr$였다. RF power 150 W. ion beam power 2,000 V에서 실험을 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.95-95
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• 2015

IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) 물질은 기존에 사용되던 Amorphous Silicon에 비해 전자 이동도가 더욱 빠르기 때문에 차세대 디스플레이 재료로서 각광받고 있으며, 이러한 빠른 전자 이동도는 디스플레이 소자에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이를 향상시키기 위하여 본 연구에서는 ICP(inductively coupled plasma) antenna를 이용하여 rf power와 requency를 변화함으로써 박막 증착 시 발생되는 플라즈마의 특성을 조절하여, 박막의 특성을 조절하고자 했다. 이렇게 증착된 IGZO 박막은 Hall Effect Measurement를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 박막의 조성을 분석하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.13 no.1
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• pp.47-49
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• 2012

In this paper, we investigated the anomalous hump in the bottom gate staggered a-IGZO TFTs. During the positive bias stress, a positive threshold voltage shift was observed in the transfer curve and an anomalous hump occurred as the stress time increased. The hump became more serious in higher gate bias stress while it was not observed under the negative bias stress. The analysis of constant gate bias stress indicated that the anomalous hump was influenced by the migration of positively charged mobile interstitial zinc ion towards the top side of the a-IGZO channel layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.262-262
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• 2016

최근 고해상도 디스플레이가 주목받으면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 수 있는 재료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. a-Si의 경우 간단한 공정 과정, 적은 생산비용, 대면적화가 가능하다는 장점이 있지만 전자 이동도가 매우 낮은 단점이 있다. 반면, 산화물 반도체는 비정질 상태에서 전자 이동도가 높으며 큰 밴드갭을 가지고 있어 투명한 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 저온공정이 가능하여 기판의 제한이 없는 장점을 가지고 있다. 대표적으로 가장 널리 연구되고 있는 산화물 반도체는 a-IGZO(amorphous indium-gallium-zinc oxide)이다. 그러나 InZnO(IZO) 기반의 산화물 반도체에서 carrier suppressor 역할을 하는 Ga(gallium)은 수요에 대한 공급이 원활하지 못하여 비싸다는 단점이 있다. 그러므로 경제적이면서 a-IGZO와 유사한 전기적 특성을 나타낼 수 있는 suppressor 물질이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 IZO 기반의 산화물 반도체에서 Ga을 Hf(hafnium), Zr(zirconium), Si(silicon)으로 대체하여 용액증착(solution-deposition) 공정으로 각각의 채널층을 형성한 back-gate type의 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT) 소자를 제작하였다. 용액증착 공정은 물질의 비율을 자유롭게 조절할 수 있고, 대기압의 조건에서도 공정이 가능하기 때문에 짧은 공정시간과 저비용의 장점이 있다. 제작된 소자는 p-type Si 위에 게이트 절연막으로 100 nm의 열산화막이 성장된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝 후에 각 solution 물질을 spin coating 방식으로 증착하였다. 이후, photolithography, develop, wet etching의 과정을 거쳐 채널층 패턴을 형성하였다. 또한, 산화물 반도체의 전기적 특성을 향상시키기 위해서 후속 열처리 과정(post deposition annealing, PDA)은 필수적이다. CTA 방식은 높은 열처리 온도와 긴 열처리 시간의 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 열처리 시간의 장점을 가지는 MWI (microwave irradiation)를 후속 열처리로 진행하였다. 그 결과, 각 물질로 구현된 소자들은 기존 a-IGZO와 비교하여 적은 양의 carrier suppressor로도 우수한 전기적 특성 및 안정성을 얻을 수 있었다. 따라서, Si, Hf, Zr 기반의 산화물 반도체는 기존의 Ga을 대체하여 저비용으로 디스플레이를 구현할 수 있는 IZO 기반 재료로 기대된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.5
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• pp.427-431
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• 2020

In this research, we evaluated the electrical properties of polycrystalline-gallium-oxIde (Ga₂O₃) thin films grown by mist-CVD. A 500~800 nm-thick Ga₂O₃ film was used as a channel in a fabricated bottom-gate MOSFET device. The phase stability of the β-phase Ga₂O₃ layer was enhanced by an annealing treatment. A Ti/Al metal stack served as source and drain electrodes. Maximum drain current (I_D) exceeded 1 mA at a drain voltage (V_D) of 20 V. Electron mobility of the β-Ga₂O₃ channel was determined from maximum transconductance (g_m), as approximately, 1.39 ㎠/Vs. Reasonable device characteristics were demonstrated, from measurement of drain current-gate voltage, for mist-CVD-grown Ga₂O₃ thin films.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.5
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• pp.360-365
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• 1992

Ga-doped polycrystalline ZnO films on glass substrates were prepared by sputtering the targets, which had been prepared by sintering discs consisting of ZnO powder and various amounts of G$a_2O_3$, to investigate the effects of gallium doping and sputtering conditions on electrical properties. Optimizing the RF power density, argon gas pressure and gallium content, transparent Ga-doped ZnO films with resistivity less than 1$0^{-3}$ohm-cm are obtained. Electron concentration of undoped and Ga-doped ZnO films are order of $10^{18}$, $10^{21}$/c$m^2$respectively. After heat treatment in air and $N_2atmosphere, $ the resistivity of Ga-doped ZnO films increases by about two orders of magnitude. The optical transmission is above 80% in the visible range and the optical band widens as the Ga content increases.