• Title/Summary/Keyword: Gallium Oxide

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Highly stable amorphous indium.gallium.zinc-oxide thin-film transistor using an etch-stopper and a via-hole structure

  • Mativenga, M.;Choi, J.W.;Hur, J.H.;Kim, H.J.;Jang, Jin
    • Journal of Information Display
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    • 제12권1호
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    • pp.47-50
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    • 2011
  • Highly stable amorphous indium.gallium.zinc-oxide (a-IGZO) thin-film transistors (TFTs) were fabricated with an etchstopper and via-hole structure. The TFTs exhibited 40 $cm^2$/V s field-effect mobility and a 0.21 V/dec gate voltage swing. Gate-bias stress induced a negligible threshold voltage shift (${\Delta}V_{th}$) at room temperature. The excellent stability is attribute to the via-hole and etch-stopper structure, in which, the source/drain metal contacts the active a-IGZO layer through two via holes (one on each side), resulting in minimized damage to the a-IGZO layer during the plasma etching of the source/drain metal. The comparison of the effects of the DC and AC stress on the performance of the TFTs at $60^{\circ}C$ showed that there was a smaller ${\Delta}V_{th}$ in the AC stress compared with the DC stress for the same effective stress time, indicating that the trappin of the carriers at the active layer-gate insulator interface was the dominant degradation mechanism.

Recovery of Gallium and Indium from Waste Light Emitting Diodes

  • Chen, Wei-Sheng;Chung, Yi-Fan;Tien, Ko-Wei
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권1호
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    • pp.81-88
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    • 2020
  • 발광다이오드는 많은 양의 갈륨과 인듐을 함유하고 있어, 폐발광다이오드로부터 이들 원소의 회수는 최근 많은 관심을 받은 연구 분야이다. 본 연구에서는 폐발광다이오드에 포함된 질화갈륨으로부터 갈륨과 인듐을 회수하고자 시도하였다. 전체 공정은 물성분석, 알칼리배소, 침출의 세 단계로 구성되었다. 화학성분 분석결과 폐발광다이오드의 경우, 70.32% 갈륨, 5.31% 규소, 2.27% 알루미늄 및 2.07% 인듐이 함유됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 알칼리배소 공정은 탄산나트륨과 함께, 900℃하에서 3시간의 반응이 최적 조건인 것으로 확인되었고, 이 공정을 통해 질화갈륨이 질화산화물로 변화되었다. 마지막은 침출 단계로서, 산의 종류 및 농도, 고액비, 반응시간에 따른 변화를 조사하여, 최적조건을 확립하였다. 최적조건은 반응온도 25℃ 및 2.0 M의 염산 환경에서 30 ml/g의 고액비와 반응시간 32분으로 나타났으며, 그 때의 침출 효율은 갈륨 96.88%와 인듐 96.61%로 나타났다.

Zinc Oxide와 갈륨이 도핑 된 Zinc Oxide를 이용하여 Radio Frequency Magnetron Sputtering 방법에 의해 상온에서 제작된 박막 트랜지스터의 특성 평가 (Fabrication and Characteristics of Zinc Oxide- and Gallium doped Zinc Oxide thin film transistor using Radio Frequency Magnetron sputtering at Room Temperature)

  • 전훈하;;노경석;김도현;최원봉;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.359-365
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    • 2007
  • 본 논문에서는 zinc oxide (ZnO)와 gallium이 도핑 된 zinc oxide (GZO)를 이용하여 radio frequency (RF) magnetron sputtering 방법에 의해 상온에서 제작된 bottom-gate 박막 트랜지스터의 특성을 평가하고 분석하였다. 게이트 절연층 물질로서 새로운 물질을 사용하지 않고 열적 성장된 $SiO_2$를 사용하여 게이트 누설 전류를 수 pA 수준까지 줄일 수 있었다. ZnO와 GZO 박막의 표면 제곱평균제곱근은 각각 1.07 nm, 1.65 nm로 측정되었다. 그리고 ZnO 박막은 80% 이상, GZO 박막은 75% 이상의 투과도를 가지고 있었고, 박막의 두께에 따라 투과도가 달라졌다. 또한 두 시료 모두 (002) 방위로 잘 정렬된 wurtzite 구조를 가지고 있었다. 제작된 ZnO 박막 트랜지스터는 2.5 V의 문턱 전압, $0.027\;cm^2/(V{\cdot}s)$의 전계효과 이동도, 104의 on/off ratio, 1.7 V/decade의 gate voltage swing 값들을 가지고 있었고, enhancement 모드 특성을 가지고 있었다. 반면에 GZO 박막 트랜지스터의 경우에는 -3.4 V의 문턱 전압, $0.023\;cm^2/(V{\cdot}s)$의 전계효과 이동도, $2{\times}10^4$의 on/off ratio, 3.3 V/decade의 gate voltage swing 값들을 가지고 있었고, depletion 모드 특성을 가지고 있었다. 우리는 기존의 ZnO와 1wt%의 Ga이 도핑된 ZnO를 이용하여 두 가지 모드의 트랜지스터 특성을 보이는 박막 트랜지스터를 성공적으로 제작하고 분석하였다.

PC 기판상에 스퍼터링된 투명전도 산화막의 레이저 식각 특성 (Laser Direct Etching on Transparent Conductive Oxide Films Sputtered on Polycarbonate Substrates)

  • 이정민;권상직;조의식
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.146-150
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    • 2014
  • As a method of simple patterning of transparent conductive oxide (TCO) films deposited on flexible substrates, laser direct etching was carried out on TCO films sputtered on polycarbonate (PC) substrates. As a result of different binding energies in TCO films, indium tin oxide (ITO) and indium gallium zinc oxide (IGZO) were more easily etched than zinc oxide with different $Nd:YVO_4$ laser beam conditions.

마그네트론 스퍼터링에 의해 제작한 Gallium-doped ZnO 박막에 있어서 잔류 H2O 분압의 영향 (The Effect of Residual H2Pressure on Gallium-doped ZnO Films Deposited by Magnetron Sputtering)

  • 송풍근;권용준;차재민;이병철;류봉기;김광호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.928-934
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    • 2002
  • Ga을 치환 고용시킨 ZnO(GZO) 박막을 GZO 세라믹 타켓을 사용하여 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해 기판온도(RT, 400${\circ}C$), 잔류 $H_2O$ 분압(PH2O; 1.61${\times}10^{-4}∼2.2{\times}10^{-3}$ Pa), $H_2$ 가스 첨가(8.5%), 캐소드의 자장강도(250, 1000G)등의 다양한 조건하에서 제작했다. 기판 가열 없이 100% Ar를 사용한 경우, $P_{H_2O}$가 1.61${\times}10^{-4}$ Pa에서 2.2${\times}10^{-3}$ Pa로 증가 했을 때, 박막의 결정립 크기는 24 nm에서 3 nm로 감소했으며, 비저항은 3.0${\times}10^{-3}$에서 3.1${\times}10^{-2}{\Omega}㎝$ 로 크게 증가함을 보였다. 그러나, 8.5% $H_2$를 Ar 가스에 혼합하여 제막한 결과, GZO 박막의 전기적 특성은 $P_{H_2O}$의 증가에도 불구하고 변화 없이 나타났다. 또한 캐소드의 자장강도를 250G에서 1000G로 증가시킨 경우, GZO 박막의 결정성 및 전기적 특성은 $P_{H_2O}$와 상관없이 크게 향상되었으며, 이것은 플라즈마 임피던스의 감소에 따른 박막 손상의 감소에 기인한다고 생각된다.

Ne, Ar, Kr 가스를 사용하여 제작한 스퍼터 Gallium 도프 ZnO 박막의 전기적 특성 (Electrical Properties of Sputtered Gallium-doped Zinc Oxide Films Deposited Using Ne, Ar, or Kr Gas)

  • 송풍근;류봉기;김광호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.935-942
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    • 2002
  • Ga 첨가된 ZnO(GZO) 박막을 5.7 wt%의 $Ga_2O_3$를 ZnO에 첨가된 세라믹 GZO 타켓을 사용하여 직류 마그넷 스퍼터에 의해 실온의 유리 기판위에 제작했다. 각각 질량이 서로 다른 Ne, Ar, Kr 가스의 다양한 전압(total gas pressure)에서 제작한 GZO 박막에 대하여, 타켓의 에로젼 영역(B영역)과 비에로젼 영역(A영역)에 대향하는 박막 영역의 전기적 특성을 조사했다. 가스 종류와 관계없이 B 영역의 대향부분은 비에로젼 영역과 비교해서, 홀 이동도와 캐리어 밀도의 감소에 의해 상대적으로 높은 비저항값을 보였다. Ne 가스를 사용한 경우, GZO 박막은 가장 높은 비저항값을 나타낸 반면, Kr 가스를 사용하여 제작한 GZO 박막은 상대적으로 가장 낮은 비저항값을 보였다. GZO 박막의 전기적 특성은 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막표면에 충돌하여 박막에 손상을 입히는 고에너지 입자를 들 수 있다. Ne, Ar, Kr 가스의 반사 중성 원자들의 에너지를 Monete Carlo simulation에 의한 계산한 결과는 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

Epitaxial growth of Tin Oxide thin films deposited by powder sputtering method

  • 백은하;김소진;강현철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.185.2-185.2
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    • 2015
  • Tin Oxide (SnO2) has been widely investigated as a transparent conducting oxide (TCO) and can be used in optoelectronic devices such as solar cell and flat-panel displays. In addition, it would be applicable to fabricating the wide bandgap semiconductor because of its bandgap of 3.6 eV. There have been concentrated on the improvement of optical properties, such as conductivity and transparency, by doping Indium Oxide and Gallium Oxide. Recently, with development of fabrication techniques, high-qulaity SnO2 epitaxial thin films have been studied and received much attention to produce the electronic devices such as sensor and light-emitting diode. In this study, powder sputtering method was employed to deposit epitaxial thin films on sapphire (0001) substrates. A commercial SnO2 powder was sputtered. The samples were prepared with varying the growth parameters such as gas environment and film thickness. Then, the samples were characterized by using XRD, SEM, AFM, and Raman spectroscopy measurements. The details of physical properties of epitaxial SnO2 thin films will be presented.

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