• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.20 no.6
• /
• pp.617-621
• /
• 2009

Zinc oxide (ZnO) nanorods were grown on the pre-oxidized silicon substrate with the assistance of Au and the fluorine-doped tin oxide (FTO) based on the catalysts by vapor-liquid-solid (VLS) synthesis. Two types of ZnO powder particle size, 20nm, $20{\mu}m$, were used as a source material, respectively The properties of the nanorods such as morphological characteristics, chemical composition and crystalline properties were examined by X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and field-emission scanning electron microscope (FE-SEM). The particle size of ZnO source strongly affected the growth of ZnO nanostructures as well as the crystallographic structure. All the ZnO nanostructures are hexagonal and single crystal in nature. It is found that $1030^{\circ}C$ is a suitable optimum growth temperature and 20 nm is a optimum ZnO powder particle size. Nanorods were fabricated on the FTO deposition with large electronegativity and we found that the electric potential of nanorods rises as the ratio of current rises, there is direct relationship with the catalysts, Therefore, it was considered that Sn can be the alternative material of Au in the formation of ZnO nanostructures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.110-110
• /
• 2010

현재 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘 기반의 개발이 주를 이루고 있으며, 이 비정질 실리콘은 성막공정이 간단하고 대면적에 용이하지만 전기적인 특성이 우수하지 않기 때문에 디스플레이의 적용에 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 poly-Si을 이용한 박막 트랜지스터의 연구가 진행되고 있는데, 이는 공정온도가 높고, 대면적에의 응용이 어렵다. 따라서 앞으로 저온 공정이 가능하며 대면적 응용이 용이한 박막 트랜지스터의 연구가 필수적이다. 한편 최근 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용되는 물질에는 oxide 기반의 ZnO, SnO2, In2O3 등이 주로 사용되고 있고, 보다 적합한 채널층을 찾기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 최근 Hosono 연구팀에서 IGZO를 채널층으로 사용하여 high mobility, 우수한 on/off ratio의 특성을 가진 소자 제작에 성공함으로써 이를 시작으로 IGZO의 연구 또한 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히, ZnO는 wide band gap (3.37eV)을 가지고 있어 적외선 및 가시광선의 투과율이 좋고, 전기 전도성과 플라즈마에 대한 내구성이 우수하며, 낮은 온도에서도 성막이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그러나 intrinsic ZnO 박막은 bias stress 같은 외부 환경이 변했을 경우 전기적인 성질의 변화를 가져올 뿐만 아니라 고온에서의 공정이 불안정하다는 요인을 가지고 있다. ZnO의 전기적인 특성을 개선하기 위해 본 연구에서는 hafnium을 doping한 ZnO을 channel layer로 소자를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 이를 위해 DC magnetron sputtering을 이용하여 ZnO 기반의 박막 트랜지스터를 제작하였다. Staggered bottom gate 구조로 ITO 물질을 전극으로 사용하였으며, 제작된 소자는 semiconductor analyzer를 이용하여 출력특성과 전이 특성을 평가하였으며, ZnO channel layer 증착시 hafnium이 도핑 되는 양을 조절하여 소자를 제작한 후 intrinsic ZnO의 소자 특성과 비교 분석하였다. 그 결과 hafnium을 doping 시킨 소자의 field effect mobility가 $6.42cm^2/Vs$에서 $3.59cm^2/Vs$로 낮아졌지만, subthreshold swing 측면에서는 1.464V/decade에서 0.581V/decade로 intrinsic ZnO 보다 좋은 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 intrinsic ZnO의 경우 외부환경에 대한 안정성 문제가 대두되고 있는데, hafnium을 도핑한 ZnO의 경우 temperature, bias temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성이 확보된다면 intrinsic ZnO 박막트랜지스터의 문제점을 해결할 수 있는 물질로 될 것이라고 기대된다.

• Economic and Environmental Geology
• /
• v.46 no.2
• /
• pp.199-206
• /
• 2013

The Daehyun gold-silver deposit consists of two hydrothermal quartz veins that fill NE-trending fractures in the Cambro-Ordovician calcitic marble. I have sampled wallrock, hydrothermaly-altered rock and gold-silver ore vein to study the element dispersion and element gain/loss during wallrock alteration. The hydrothermal alteration doesn't remarkably recognized at this deposit and consists of mainly calcite, dolomite, quartz and minor epidote. The ore minerals composed of arsenopyrite, pyrrhotite, pyrite, sphalerite, stannite, chalcopyrite, galena, electrum, native bismuth and silver-bearing mineral. Based on analyzed data, the chemical composition of wallrock consists of mainly $SiO_2$, CaO, $CO_2$ with amounts of $Al_2O_3$, $Fe_2O_3(T)$ and MgO. The contents of $SiO_2$, $Fe_2O_3(T)$, MgO, CaO and $CO_2$ vary significantly with distance from ore vein. The element dispersion doesn't remarkably recognized during wallrock alteration and only occurs near the ore vein margin because of physical and chemical properties of wallrock. Remarkable gain elements during wallrock alteration are $Fe_2O_3(T)$, total S, Ag, As, Bi, Cd, Cu, Ni, Pb, Sb, Sn, W and Zn. Remarkable loss elements are $SiO_2$, MnO, MgO, CaO. $CO_2$ and Sr. Therefore, Our result may be used when geochemical exploration carry out at deposits hosted calcitic marble in the Hwanggangri metallogenic district.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.50.1-50.1
• /
• 2009

Transparent conductive oxides (TCOs) play an important role in thin-film solar cells in terms of low cost and performance improvement. Al-doped ZnO (AZO) is a very promising material for thin-film solar cellfabrication because of the wide availability of its constituent raw materials and its low cost. In this study, AZO films were prepared by low pressurechemical vapor deposition (LPCVD) using trimethylaluminum (TMA), diethylzinc(DEZ), and water vapor. In order to improve the absorbance of light, atypical surface texturing method is wet etching of front electrode using chemical solution. Alternatively, LPCVD can create a rough surface during deposition. This "self-texturing" is a very useful technique, which can eliminate additional chemical texturing process. The introduction of a TMA doping source has a strong influence on resistivity and the diffusion of light in a wide wavelength range.The haze factor of AZO up to a value of 43 % at 600 nm was achieved without an additional surface texturing process by simple TMA doping. The use of AZO TCO resulted in energy conversion efficiencies of 7.7 % when it was applied to thep-i-n a-Si:H thin film solar cell, which was comparable to commercially available fluorine doped tin oxide ($SnO_2$:F).

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.21 no.3
• /
• pp.578-584
• /
• 2017

$SiO_2$ buffer layer (100 nm) has been deposited on PET substrate by electron beam evaporation. And then, IZTO (In-Zn-Sn-O) thin film has been deposited on $SiO_2$/PET substrate with different RF power of 30 to 60 W, working pressure, 1 to 7 mTorr, by RF magnetron sputtering. Structural, electrical and optical properties of IZTO thin film have been analyzed with various RF powers and working pressures. IZTO thin film deposited on the process condition of 50 W and 3 mTorr exhibited the best characteristics, where figure of merit was $4.53{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$, resistivity, $4.42{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$, sheet resistance, $27.63{\Omega}/sq.$, average transmittance (400-800 nm), 81.24%. As a result of AFM, all the IZTO thin film has no defects such as pinhole and crack, and RMS surface roughness was 1.147 nm. Due to these characteristics, IZTO thin film deposited on $SiO_2$/PET structure was found to be a very compatible material that can be applied to the next generation flexible display device.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.16 no.2
• /
• pp.103-105
• /
• 2015

Effect of silicon doping into ZnSnO systems was investigated using solution process. Addition of silicon was used to suppress oxygen vacancy generation. The transfer characteristics of the device showed threshold voltage shift toward the positive direction with increasing Si content due to the high binding energy of silicon atoms with oxygen. As a result, the carrier concentration was decreased with increasing Si content.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.159-159
• /
• 2009

RF 스퍼터링법을 이용하여 유리기판위에 ZnO:Al 박막을 증착하고 다양한 조건 하에서 후 열처리를 실시하여 이에 따른 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성과 HCl 습식 식각 후의 표면형상 변화를 조사하였다. ZnO:Al 투명전도막은 우수한 전기적, 광학적 특성, 수소 플라즈마 안정성 및 저 비용 등으로 실리콘 박막 태양전지 전면 전극용으로 많은 관심을 받고 있다. 기존의 비정질 실리콘 박막 태양전지용으로 많이 사용되고 있는 상용 Asahi-U형 ($SnO_2:F$) 투명전도막의 경우는 수소 플라즈마에 대한 안정성이 낮고 입사광의 장파장 대역에서의 낮은 산란특성으로 인하여 실리콘 박막 태양전지의 고효율화를 위한 적용에 한계를 나타내고 있다. 이를 개선하기 위하여 스퍼터링법으로 우수한 전기적 특성을 갖는 ZnO:Al 박막을 제조한 후 습식 식각을 통한 표면형상 변화를 통하여 입사광의 산란특성을 향상시키는 방법이 개발되어 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 2.5 wt%의 $Al_2O_3$가 함유된 ZnO 타겟을 이용하여 ZnO:Al 박막을 RF 스퍼터링으로 증착한 후 $N_2$ 분위기와 진공 분위기 하에서 다양한 시간과 온도에 따라 후열처리를 하여 열처리 전 박막과의 물질 특성을 상호 비교하고 1%로 희석된 HCl로 습식 식각하여 열처리 전 박막의 구조적 특성이 습식 식각 후의 박막 표면형상 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 이로부터 후열처리를 통한 ZnO:Al 투명전도막의 특성을 최적화하고 Asahi-U형 투명전도막과의 특성 비교를 통하여 실리콘 박막 태양전지용 전면전극으로의 적용 가능성을 조사하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.15 no.6
• /
• pp.328-332
• /
• 2014

Thin film transistors (TFTs) with an amorphous silicon zinc tin oxide (a-2SZTO) channel layer have been fabricated using an RF magnetron sputtering system. The effect of the change of excitation electron on the variation of the total interfacial trap states of a-2SZTO systems was investigated depending on sputtering power, since the interfacial state could be changed by changing sputtering power. It is well known that Si can effectively reduce the generation of the oxygen vacancies. However, The a-2SZTO systems of ZTO doped with 2 wt% Si could be degraded because the Si peripheral electron belonging to a p-orbital affects the amorphous zinc tin oxide (a-ZTO) TFTs of the s-orbital overlap structure. We fabricated amorphous 2 wt% Si-doped ZnSnO (a-2SZTO) TFTs using an RF magnetron sputtering system. The a-2SZTO TFTs show an improvement of the electrical property with increasing power. The a-2SZTO TFTs fabricated at a power of 30 W showed many of the total interfacial trap states. The a-2SZTO TFTs at a power of 30 W showed poor electrical property. However, at 50 W power, the total interfacial trap states showed improvement. In addition, the improved total interfacial states affected the thermal stress of a-2SZTO TFTs. Therefore, a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power showed a relatively small shift of threshold voltage. Similarly, the activation energy of a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power exhibits a relatively large falling rate (0.0475 eV/V) with a relatively high activation energy, which means that the a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power has a relatively lower trap density than other power cases. As a result, the electrical characteristics of a-2SZTO TFTs fabricated at a sputtering power of 50 W are enhanced. The TFTs fabricated by rf sputter should be carefully optimized to provide better stability for a-2SZTO in terms of the sputtering power, which is closely related to the interfacial trap states.

• Journal of the Korea Safety Management & Science
• /
• v.9 no.6
• /
• pp.197-204
• /
• 2007

Ceramic pigments were developed by using 4 kinds of Brass scraps. Each Brass scraps were mixed with same weight-ratio of Husk ash, and fine-ground by Rotate ring mill(RRG-120, Armstech industrial. co. Ltd, Korea) after firing at $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$. As a result, analysis of particle size of synthetic pigments by particle size analyser, they are $3{\mu}m$ as average. The resulting pigments were characterized by using XRD, FT-IR, SEM Structure of the crystals are Zn2SiO4,, and ZnO, Cu2O, CuO, and cristobalite are existed and particles' shape are plate or needle. As a result of analysis of chemical composition by XRF, synthetic pigments have high SiO2 and CuO content and have SnO2, ZnO and NiO, too. 1wt%, 3wt% and 5wt% pigments were added in each lime glaze, lime-barium glaze and lime-magnesia glaze, and fired at oxidation and reducing atmosphere to figure hue in glazes out. As a result of analysis of color, chroma and brightness by UV, colors of glazes fired at oxidation atmosphere turned into green from sky blue, and colors of glazes fired at reducing atmosphere turned into pink and red.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.348-348
• /
• 2014

차세대 디스플레이 구동 회로 소자를 위한 재료로서, Amorphous Oxide Semiconductor (AOS)가 주목받고 있다. AOS는 기존의 Amorphous Silicon과 비교하여 뛰어난 이동도를 가지고 있으며, 넓은 밴드 갭에 의한 투명한 광학적 특성을 가지고 있다. 이러한 장점을 이용하여, AOS 박막은 thin film transistor (TFT)의 active channel로 이용 되고 있다. 하지만, AOS를 이용한 TFT의 경우, 시간이 경과함에 따라 $O_2$ 및 $H_2O$ 흡착에 의해 전기적 특성이 변하는 현상이 있다. 이러한 현상은 소자의 신뢰성에 있어 중요한 문제가 된다. 이러한 문제를 연구하기 위해 본 논문에서는, AOS 박막을 이용하여 bottom 게이트형 TFT를 제작하였다. 이를 위해 먼저, p-type Si 위에 건식산화방식으로 $SiO_2$(100 nm)를 성장시켜 게이트 산화막으로 이용하였다. 그리고 Zn과 Sn이 1: 2의 조성비를 가진 ZnSnO (ZTO) 용액을 제조한 후, 게이트 산화막 위에 spin coating 하였다. Splin coating된 용액에 남아 있는 솔벤트를 제거하기 위해 10분 동안 $230^{\circ}C$로 열처리를 한 후, 포토리소그래피와 에칭 공정을 이용하여 ZTO active channel을 형성하였다. 그 후, 박막 내에 남아 있는 불순물을 제거하고 ZTO TFT의 전기적인 특성을 향상시키기 위하여, $600^{\circ}C$의 열처리를 30분 동안 진행 하여 junctionless형 TFT 제작을 완료 하였다. 제작된 소자의 시간 경과에 따른 열화를 확인하기 위하여, 대기 중에서 2시간마다 HP-4156B 장비를 이용하여 전기적인 특성을 확인 하였으며, 이러한 열화는 후처리 공정을 통하여 회복시킬 수 있었다. 열화의 회복을 위한 후처리 공정으로, 퍼니스를 이용한 고온에서의 열처리와 microwave를 이용하여 저온 처리를 이용하였다. 결과적으로, TFT는 소자가 제작된 이후, 시간에 경과함에 따라서 on/off ratio가 감소하여 열화되는 경향을 보여 주었다. 이러한 현상은, TFT 소자의 ZTO back-channel에 대기 중에 있는 $O_2$ 및 $H_2O$의 분자의 물리적인 흡착으로 인한 것으로 보인다. 그리고 추가적인 후처리 공정들에 통해서, 다시 on/off ratio가 회복 되는 현상을 확인 하였다. 이러한 추가적인 후처리 공정은, 열화된 소자에 퍼니스에 의한 고온에서의 장시간 열처리, microwave를 이용한 저온에서 장시간 열처리, 그리고 microwave를 이용한 저온에서의 단 시간 처리를 수행 하였으며, 모든 소자에서 성공적으로 열화 되었던 전기적 특성이 회복됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는, 저온임에도 불구하고, microwave를 이용함으로 인하여, 물리적으로 흡착된 $O_2$ 및 $H_2O$가 짧은 시간 안에 ZTO TFT의 back-channel로부터 탈착이 가능함과 동시에 소자의 특성을 회복 가능 함 의미한다.