• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.215-215
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• 2010

평판디스플레이 산업의 성장에 따른 ITO 타겟의 수요가 급증하고 있는 것에 반해 고가의 인듐자원은 그 매장량이 매우 적어 고갈 위기에 처해 있다. 따라서 인듐을 절감하는 투명전극 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 본 연구에서는 IZTO($In_2O_3$:ZnO:$SnO_2$=80:10:10 wt.%)의 In량을 절감한 조성의 타겟을 제조하였다. 그리고 유리기판 위에 IZTO 박막을 펄스 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 기판의 온도를 변화시키며 증착하였다. 기판 온도의 변화는 플렉시블디스플레이 소자에 응용이 가능한 $RT{\sim}200^{\circ}C$ 범위에서 제어하였으며, 증착한 박막은 전기적, 광학적 및 구조적 특성 등을 조사하였다. 유리기판 위에 성장된 IZTO 박막은 기판의 온도가 증가함에 따라 전기적 특성이 향상되었지만 $200^{\circ}C$ 이상에서 결정화가 되어 전기적 특성이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있었다. 기판 온도 $150^{\circ}C$에서 비저항은 $3.87{\times}10^{-4}\;({\Omega}{\cdot}cm)$로 가장 낮게 나타났고, 이동도는 $42.11(cm^{-2}/Vs)$, 캐리어 농도는 $3.82{\times}10^{20}(cm^{-3})$를 나타내어 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 박막의 투과율을 측정한 결과 평균 85% (400nm~800nm)이상의 우수한 광학적 특성을 보였다. 또한 이 IZTO 박막을 이용하여 OLED 소자를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 조사 결과 IZTO 박막은 인듐 절감효과와 $150^{\circ}C$ 미만의 공정온도 확보로 플렉시블 디스플레이에 적용이 가능한 투명전극 물질로 가능성을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.188-188
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• 2010

최근까지는 주로 비정질 실리콘이 디스플레이의 채널층으로 상용화 되어왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 구조적인 문제인 낮은 전자 이동도(< 1 cm2/Vs)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide, Tin Oxide등의 산화물이 연구되고 있으며, indium이나 aluminum등을 첨가하여 전기적인 특성을 향상시키려는 노력을 보이고 있다. 본 연구에서는 Zinc Oxide 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering를 이용하여 상온에서 제작한 후 다양한 조건에서의 후열처리를 통하여 소자의 특성의 최적화를 이루는 것을 시도하였다. 그리고 ITO를 전극으로 사용하여 bottom gate 구조의 박막 트랜지스터를 만들고 air 분위기에서 온도별, 시간별 열처리를 진행하였다. 또한 gate insulator의 처리를 통하여 thin film의 interface 개선을 통하여 소자의 성능 향상을 시도 하였다. semiconductor analyzer로 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가하였다. 그 결과 기존의 a-Si 기반의 박막 트랜지스터보다 우수한 이동도의 특성을 갖는 ZnO 박막 트랜지스터를 얻었다. 그리고 이를 바탕으로 ZnO를 이용하여 대면적 적합한 디스플레이를 제작할 수 있다는 가능성을 보인다. 그리고 Temperature, Bias Temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안정성이 향상을 확보하여 비정질 실리콘을 대체할 유력한 후보중위 하나가 될 것이라고 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.206.1-206.1
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• 2013

유기 혼합물을 사용한 비휘발성 메모리 소자는 간단히 공정 할 수 있고 생산성이 높기 때문에 많은 연구가 진행 중이다. 하지만 종류가 많은 유기 혼합물 중에서, [6,6]- phenyl-C85 butyric acid methyl ester (PCBM) 나노 입자가 고분자 박막에 분산되어 있는 유기 혼합물을 사용하여 제작한 메모리 소자에 대한 연구는 아직 미미하다. 본 연구에서는 PCBM 나노 입자를 포함한 polymethyl methacrylate (PMMA) 박막을 활성층으로 사용하는 비휘발성 메모리 소자를 제작하고 활성층의 두께를 변화하며 전기적 특성과 안정성에 대한 실험을 통해 성능을 평가했다. 소자는 PCBM 나노 입자와 PMMA를 클로로벤젠으로 용해시킨 후에 초음파 교반기를 사용하여 PCBM 나노 입자가 PMMA용액에 고르게 섞이도록 해서 제작하였다. Indium tin oxide (ITO)가 증착한 유리기판 위에 PCBM/PMMA 형성된 고분자 용액을 여러가지 rpm 속도로 스핀 코팅하였다. 용매를 가열해서 제거하여, PCBM 나노 입자가 PMMA에 분산된 두께가 다른 박막을 형성 하였다. 상부 전극은 분산된 PMMA 박막 위에 열 진공 증착기를 이용하여 제작하였다. 본 연구에서 전류-전압 (I-V) 측정을 사용하여 메모리 소자의 기억층의 두께 변화에 따른 전기적 성질을 관찰 하였다. I-V 측정 결과는 특정 두께의 박막에서 큰 ON/OFF 전류 비율을 보였다. 기억층의 두께가 최적화된 소자로 형성된 박막에서 전류-시간 유지 특성을 측정하여 소자의 ON/OFF 비율이 $1{\times}104$ 초까지 유지되는 것을 확인 할 수 있었다. 나노 입자가 포함된 박막의 특정 두께에서 성능이 향상된 메모리 특성을 보이는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.5
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• pp.256-261
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• 2009

Hydrophilic and transparent $TiO_2$ thin film was fabricated by sol-gel method and the properties of contact angle, surface morphology, and transmittance were measured. In addition, surfactant Tween 80 was used for increasing the hydrophilic property of thin film. When the contents of Tween 80 in $TiO_2$ solution was 0, 10, 30, 50wt%, the contact angles of $TiO_2$ thin film were $41.4^{\circ}$, $18.2^{\circ}$, $16.0^{\circ}$, $13.2^{\circ}$, respectively. Fabricated $TiO_2$ thin film showed the photocatalytic property that decomposed methylene blue and decreased the absorbance of solution after UV irradiation. $TiO_2$ thin films fabricated with the solution of 30 wt% Tween 80 were deposited on glass (bare), antimony tin oxide (ATO), fluorine tin oxide (FTO), indium tin oxide (ITO) coated glass substrates, and the contact angle and transmittance of thin film was measured. The contact angles of thin films deposited on four substrates were $16.2\sim27.1^{\circ}$ and was decreased to the range of $13.2\sim17.6^{\circ}$ after UV irradiation, Especially, the thin films coated on ATO and FTO glass substrate showed high transmittance of 74.6% in visible range, respectively, and low transmittance of 54.2% and 40.4% in infrared range, respectively.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.26 no.2
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• pp.55-58
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• 2013

ITO thin films deposited on glass substrate with RF magnetron sputtering were vacuum annealed at 100, 200 and $300^{\circ}C$ for 30 minutes and then effect of annealing temperature on the structural, electrical and optical properties of ITO films were investigated. The structural properties are strongly related to annealing temperature. The annealed films above $100^{\circ}C$ are grown as a hexagonal wurtzite phase and the largest grain size is observed in the films annealed at $300^{\circ}C$. The electrical resistivity also decreases as low as $4.65{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ with a increase in annealing temperature and ITO film annealed at $300^{\circ}C$ shows the lowest sheet resistance of $43.6{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance in a visible wavelength region also depends on the annealing temperature. The films annealed at $300^{\circ}C$ show higher transmittance of 80.6% than those of the films prepared in this study.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.39 no.5
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• pp.206-209
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• 2006

Indium tin oxide (ITO) films were synthesized on polymer (PES, polyethersulfone) at room temperature by pulsed DC magnetron sputtering. By the control of introducing hydrogen to argon atmosphere, the resistivity of ITO films was obtained at $5.27\;{\times}\;10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ without substrate heating in comparison with $2.65\;{\times}\;10{-3}\;{\Omega}{\cdot}cm$ under hydrogen free condition. ITO film synthesized at Ar condition was changed from amorphous to crystalline. These result from the enhancement of electron temperature in $Ar\;+\;H_2$ plasma, which induces the increase of ionization of target materials and argon. The dominant increase of ions such as In II and O II and neutral Sn I was monitored by optical emission spectroscopy (OES). Thermal energy required for the crystalline film formation is compensated by kinetic energy transfer through ion bombardments to substrate.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.292-292
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• 2007

To apply PDP panel, Soda lime glass(SLG) is cheeper than Non-alkali glass and PD-200 glass but has problems such as low strain temperature and ion diffusion by alkali metal oxide. In this paper suggest the methode that prohibits ion diffusion by deposing barrier layer on SLG. Indium thin oxide(ITO) thin films and barrier layers were prepared on SLG substrate by Rf-magnetron sputtering. These films show a high electrical resistivity and rough uniformity as compared with PD-200 glass due to the alkali ion from the SLG on diffuse to the ITO film by the heat treatment. However these properties can be improved by introducing a barrier layer of $SiO_2\;or\;Al_2O_3$ between ITO film and SLG substrate. The characteristics of films were examined by the 4-point probe, SEM, UV-VIS spectrometer, and X-ray diffraction. GDS analysis confirmed that barrier layer inhibited Na and Ka ion diffusion from SLG. Especially ITO films deposited on the $Al_2O_3$ barrier layer had higher properties than those deposited on the $SiO_2$ barrier layer.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.18 no.1
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• pp.32-37
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• 2008

The electrical, optical, structural and surface properties of an indium tin oxide (ITO) film grown on a flexible PET substrate using a specially designed roll-to-roll (R2R) sputtering system as a function of the DC power, $Ar/O_2$ flow ratio, and rolling speed is reported. It was observed that both the electrical and optical properties of the ITO film on the PET substrate were critically dependent on the $Ar/O_2$ flow ratio. In addition, x-ray diffraction examination results showed that the structure of the ITO film on the PET substrate was an amorphous structure regardless of the DC power and the $Ar/O_2$ flow ratio due to a low substrate temperature, which was maintained constant by a main cooling drum. Under optimized conditions, ITO film with resistivity of $6.44{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ and transparency of 86% were obtained, even when prepared at room temperature. Furthermore, bending test results exhibited that R2R-grown ITO film had good flexibility which would be applicable to flexible displays and solar cells.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.42.2-42.2
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• 2010

Transparent conducting oxides (TCOs) are of significant importance for their applications in various devices, such as light-emitting diodes, thin-film solar cells, organic light-emitting diodes, liquid crystal displays, and so on. In order for TCOs to contribute to the performance improvement of these devices, TCOs should have high transmittance and good electrical properties simultaneously. Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) is the most commonly used TCO. However, indium is toxic and scarce in nature. Thus, ZnO has attracted a lot of attention because of the possibility for replacing ITO. In particular, group III impurity-doped ZnO showed the optoelectronic properties comparable to those of ITO electrodes. Al-doped ZnO exhibited the best performance among various doped ZnO films because of the high substitutional doping efficiency. However, in order for the Al-doped ZnO to replace ITO in electronic devices, their electrical and optical properties should further significantly be improved. In this connection, different ways such as a variation of deposition conditions, different deposition techniques, and post-deposition annealing processes have been investigated so far. Among the deposition methods, RF magnetron sputtering has been extensively used because of the easiness in controlling deposition parameters and its fast deposition rate. In addition, when combined with post-deposition annealing in a reducing ambient, the optoelectronic properties of Al-doped ZnO films were found to be further improved. In this presentation, we deposited Al-doped ZnO (ZnO:$Al_2O_3$ = 98:2 wt%) thin films on the glass and sapphire substrates using RF magnetron sputtering as a function of substrate temperature. In addition, the ZnO samples were annealed in different conditions, e.g., rapid thermal annealing (RTA) at $900^{\circ}C$ in $N_2$ ambient for 1 min, tube-furnace annealing at $500^{\circ}C$ in $N_2:H_2$=9:1 gas flow for 1 hour, or RTA combined with tube-furnace annealing. It is found that the mobilities and carrier concentrations of the samples are dependent on growth temperature followed by one of three subsequent post-deposition annealing conditions.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.6
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• pp.440-446
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• 2009

Indium tin oxide(ITO) substrate is one of the key components of the touch panel and its sputtering process is dependent on the characteristics of various touch panel, such as driving type, size of panel, and the intended use. In this study, we optimized the sputtering condition of ITO film on polycarbonate(PC) by using in-line sputtering method for the application to resistive type touch panel. We varied the $O_2$/Ar gas ratio, sputtering power, pressure and moving speed of substrate to deposit ITO films at room temperature with the base vacuum of $1{\times}10^{-6}\;torr$. The sheet resistance and its uniformity, the transmittance, the thickness of the ITO film on PC substrate are investigated and analyzed. The optimized process parameters are as follows : the sheet resistance is $500{\pm}50\;{\Omega}$/□, the uniformity of sheet resistance is lower than 10%, the transmittance is higher than 87 % at 550nm, and the thickness is about 120~250. The optimized deposition conditions by in-line sputtering method can be applied to the actual mass production for the ITO film manufacturing technology.