• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.7
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• pp.603-608
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• 2001

$MO-SiO_2$ (M = Zn, Sn, In, Ag, Ni) binary silica gels were synthesized by sol-gel method and their structural change with the kind of metal ions was characterized by XRD, FT- IR and $^{29}$Si-NMR. Although X-ray analysis showed partial recrystallization of $AgNO_3$ in $Ag-SiO_2$gel, crystalline phase formed by the bonding between metal ion and the silica matrix didn't appear in all $MO-SiO_2$ gels. The FT-IR analysis showed that Zn, Sn and in partially formed Si-O-M bonding in silica matrix and made an shift of absorption peak to by Si-O-Si symmetrical vibration. In addition, $^{29}Si-NMR$ studies showed that Zn, Sn and In didn't affect sol-gel process of silica and were linked with non-bridging oxygen of the linear silica structure, which formed imperfect network because of low temperature sol-gel process. Ag and Ni make a role of catalysis on sol-gel process, resulting in densifying the silica network structure.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.4
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• pp.304-308
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• 2012

Transparent thin film transistors (TTFT) were fabricated using the rf magnetron sputtered ZnO-$SnO_2$ films as active layers. A ceramic target whose Zn atomic ratio to Sn is 2:1 was employed for the deposition of ZnO-$SnO_2$ films. To study the post-annealing effects on the properties of TTFT, ZnO-$SnO_2$ films were annealed at $200^{\circ}C$ or $400^{\circ}C$ for 5 min before In deposition for source and drain electrodes. Oxygen was added into chamber during sputtering to raise the resistivity of ZnO-$SnO_2$ films. The effects of oxygen addition on the properties of TTFT were also investigated. 100 nm $Si_3N_4$ film grown on 100 nm $SiO_2$ film was used as gate dielectrics. The mobility, $I_{on}/I_{off}$, interface state density etc. were obtained from the transfer characteristics of ZnO-$SnO_2$ TTFTs.

• New & Renewable Energy
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• v.2 no.3
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• pp.31-36
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• 2006

Superstrate pin amorphous silicon thin-film(a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides(TCO) in order to see the effect of TCO/p-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage VOC than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer(${\mu}c-Si:H$) between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{OC}$ of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{OC}$ of 994mV while keeping fill factor(72.7%) and short circuit current density $J_{SC}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{OC}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.158-161
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• 2006

Superstrate pin amorphous silicon thin-film (a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides (TCO) In order to see the effect of TCO/P-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage $V_{oc}$ than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer $({\mu}c-Si:H)$ between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{oc}$, of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{oc}$, of 994mv while keeping fill factor (72.7%) and short circuit current density $J_{sc}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{oc}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

• Journal of IKEEE
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• v.23 no.2
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• pp.375-379
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• 2019

$ZnO-SnO_2(ZTO)$ was deposited by RF magnetron sputtering using a ceramic target whose Zn atomic ratio to Sn is 2:1 as a target, and the crystal structure variation with thermal treats was investigated. Transparent thin film transistors (TTFT) were fabricated using the ZTO films as active layers. About 100 nm-thick $Si_3N_4$ film grown on 100 nm-thick $SiO_2$ film was adopted as gate dielectrics. The mobility, threshold voltage, $I_{on}/I_{off}$, and interface trap density were obtained from the transfer characteristics of ZTO TTFTs. The effects of substrate temperature, and post-annealing on the property variation of ZTO TTFT were analyzed.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.1
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• pp.7-11
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• 2015

In this study, $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film were prepared on glass substrate by DC/RF magnetron sputtering method. To prevent interfacial reaction between Ag and ITO layer, Ti buffer layer was inserted. Optical properties and sheet resistance were studied depending on laminating times of each multi-layered film especially in visible ray. The simulation program, EMP (essential macleod program), was adopted and compared with experimental data to expect the experimental result. It was found out that the transmittance of the first stacked $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film was more than 90%. However, with increasing stacking times, the optical properties of $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film get worse. Consequently, Ti layer is good for oxidation barrier, but too many uses of this layer may have an adverse effect to optical properties of TCO film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.198-198
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• 2010

산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도로 디스플레이 구동 회로 집적에 유리하다. 또한 가격 및 공정 측면에서도 기존의 Si 기판 소자에 비해 여러 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이의 핵심 기술로 산화물반도체에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 RF 동시 스퍼터링법을 이용하여 Zn-Sn-O 박막을 제조하고, 그 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 조사하였다. 일정한 증착 온도($100^{\circ}C$)에서 ZnO와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 조절하여 Sn/(Zn+Sn) 성분비가 약 40~85%인 Zn-Sn-O 박막을 제조하였다. Sn 함량이 증가할수록 박막의 비저항은 약 $2{\times}10^{-1}$ (Sn 45%)에서 약 $2\;{\times}\;10^{-2}\;{\Omega}{\cdot}cm$ (Sn 67%)까지 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이 때 캐리어 농도는 $3\;{\times}\;10^{18}$에서 $4\;{\times}\;10^{19}\;cm^{-3}$으로 증가하였으며, 이동도는 11에서 $8\;cm^2/V{\cdot}s$로 약간 감소하였다. XRD분석결과, 제조된 모든 Zn-Sn-O 박막은 비정질 구조를 가짐을 확인하였다. 투과율은 박막 내 Sn함량 증가에 따라 감소하나 모든 시편이 약 70%이상의 투과도를 나타내었다. Zn-Sn-O 박막의 Ga 도핑 영향을 확인하기 위해 ZnO 타켓 대신 갈륨이 5.7 wt.% 도핑된 GZO 타켓을 사용하여 동일한 공정조건에서 박막을 제조하였다. Ga이 첨가된 Zn-Sn-O 박막은 구조적 특성과 광학적 특성에서는 큰 차이를 보이지 않았으나, 전기적 특성의 뚜렷한 변화가 관찰되었다. Sn 함량이 45%인 Zn-Sn-O 박막의 경우, 캐리어 농도가 $3.1\;{\times}\;10^{18}$에서 Ga 도핑 효과로 인해 $1.7\;{\times}\;10^{17}\;cm^{-3}$으로 크게 감소하고 이동도는 11에서 $20\;cm^2/V{\cdot}s$로 증가하였다. 따라서 본 연구는 Zn-Sn-O 비정질 박막에 Ga을 도핑함으로써 산화물 반도체재료로서 요구되는 물성을 만족시킬 수 있다는 가능성을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.304.1-304.1
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• 2014

Flat-panel displays have been growing as an essential everyday product in the current information/communication ages in the unprecedented speed. The forward-coming applications require light-weightness, higher speed, higher resolution, and lower power consumption, along with the relevant cost. Such specifications demand for a new concept-based materials and applications, unlike Si-based technologies, such as amorphous Si and polycrystalline Si thin film transistors. Since the introduction of the first concept on the oxide-based thin film transistors by Hosono et al., amorphous oxide thin film transistors have been gaining academic/industrial interest, owing to the facile synthesis and reproducible processing despite of a couple of shortcomings. The current work places its main emphasis on the binary oxides composed of ZnO and SnO2. RF sputtering was applied to the fabrication of amorphous oxide thin film devices, in the form of bottom-gated structures involving highly-doped Si wafers as gate materials and thermal oxide (SiO2) as gate dielectrics. The physical/chemical features were characterized using atomic force microscopy for surface morphology, spectroscopic ellipsometry for optical parameters, X-ray diffraction for crystallinity, and X-ray photoelectron spectroscopy for identification of chemical states. The combined characterizations on Zn-Sn-O thin films are discussed in comparison with the device performance based on thin film transistors involving Zn-Sn-O thin films as channel materials, with the aim to optimizing high-performance thin film transistors.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.205-205
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• 2015

최근, 비정질 산화물 반도체를 이용한 TFT는 투명성, 유연성, 저비용, 저온공정이 가능하기 때문에 차세대 flat-panel 디스플레이의 back-plane TFT로써 다양한 방면에서 연구되고 있다. 산화물 반도체 In-Zn-O-시스템에서는 Gallium (Ga)을 suppressor로 사용한 a-In-Ga-Zn-O (a-IGZO) 뿐만 아니라, Magnesium (Mg), Hafnium (Hf), Tin (Sn), Zirconium (Zr) 등의 다양한 물질이 연구되었다. 그 중 Silicon (Si)은 Ga, Hf, Sn, Zr, Mg과 같은 suppressor에 비해 구하기 쉬우며 가격적인 측면에서도 저렴하다는 장점이 있다. solution 공정으로 제작한 산화물 반도체 TFT는 진공 시스템을 사용한 공정보다 공정시간이 짧고, 저비용, 대면적화가 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 투명하고 유연한 device를 제작하기 위해서는 저온 공정과 low thermal budget은 필수적이다. 이러한 측면에서 MWI (Microwave Irradiation)는 저온공정이 가능하며, 짧은 공정 시간에도 불구하고 IZO 시스템의 산화물 반도체의 전기적 특성 향상을 기대할 수 있는 효율 적인 열처리 방법이다. 본 연구에서는 In-Zn-O 시스템의 TFT에서 silicon (Si)를 Suppressor로 사용한 a-Si-In-Zn-O (SIZO) TFT를 제작하여 두 가지 열처리 방법을 사용하여 TFT의 전기적 특성을 확인하였다. 첫 번째 방법은 Box Furnace를 사용하여 N2 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30분간 열처리 하였으며, 두 번째는 MWI를 사용하여 1800 W 출력 (약 $100^{\circ}C$)에 2분간 열처리 하였다. MWI 열처리는 Box Furnace 열처리에 비해 저온 공정 및 짧은 시간에도 불구하고 향상된 전기적 특성을 확인 할 수 있었다.

• New & Renewable Energy
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• v.3 no.4
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• pp.63-68
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• 2007

유리를 기판으로 하는 superstrate pin 비정질 실리콘 태양전진에서 전면 투명전도막(TCO)과 p-층의 계면은 태양전지 변환효율에 큰 영향을 미친다. 면투명전도막(TCO)으로 현재 일반적으로 사용되는 ZnO:Al는 $SnO_2:F$보다 전기, 광학적으로 우수하고, 안개율 (Haze)높으며, 수소 플라즈마에서 안정성이 높은 특징을 갖고 있다. 그래서 박막 태양전지의 특성향상에 매우 유리하나, 태양전지로 제조했을 때, $SnO_2$보다 충진율(Fill Factor:F.F)과 $V_{oc}$가 감소한다는 단점을 가지고 있다. 본 실험실에서는 $SnO_2:F$dml F.F.가 72%이 나온 반면 ZnO:Al의 F.F은 68%에 그쳤다. 이들 원인을 분석하기 위해 TCO/p-layer의 전기적 특성을 알아 본 결과, $SnO_2:F$보다 ZnO:Al의 직렬저항이 높게 측정되었다. 이러한 결과를 바탕으로 p-layer에 $R=(H_2/SiH_4)=25$로 변화, p ${\mu}c$-Si:H/p a-SiC:H로 p-layer 이중 증착, p-layer의 boron doping 농도를 증가시키는 실험을 하였다. 직렬저항이 가장 낮았던 p ${\mu}c$-Si:H/p a-SiC:H 인 p-layer 이중 증착에서 $V_{oc}$는 0.95V F.F는 70%이상이 나왔다. 이들 각 p층의 $E_a$(Activiation Energy)를 구해본 결과, ${\mu}c$-Si:H의 Ea 가 가장 낮은 것을 관찰 할 수 있었다.