• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.31 no.6
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• pp.371-375
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• 2022

Antimony-doped tin oxide (ATO) thin films, one type of transparent conductive oxide (TCO) films, were prepared on a SiO₂-coated glass substrate with different substrate temperatures by a radio-frequency magnetron sputtering system. Structural, optical, and electrical characteristics of the deposited ATO films were analyzed using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, alpha-step, ultraviolet-visible spectrometer, and Hall effect measurement. The substrate temperature during deposition did not affect the basic crystal structure of the films but changed the grain size and film thickness. The optical transmittance of the ATO films deposited at different substrate temperatures was over 70%. The lowest sheet resistance and resistivity were 8.43 × 10² Ω/sq, and 0.3991 × 10^-2 Ω·cm, respectively, and the highest carrier concentration and mobility were 2.36 × 10²¹ cm^-3 and 6.627 × 10^-2 cm²V^-1s^-1, respectively, at a substrate temperature of 400 ℃.

• Electronic Materials Letters
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• v.14 no.6
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• pp.669-677
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• 2018

In this work, the high ${\kappa}$ $Zr_xAl_{1-x}O_y$ films with a different Zr concentration have been deposited by atomic layer deposition, and the effect of Zr concentrations on the structure, chemical composition, surface morphology and dielectric properties of $Zr_xAl_{1-x}O_y$ films is analyzed by Atomic force microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and capacitance-frequency measurement. The effect of Zr concentrations of $Zr_xAl_{1-x}O_y$ gate insulator on the electrical property and stability under negative bias illumination stress (NBIS) or temperature stress (TS) of ZnSnO (ZTO) TFTs is firstly investigated. Under NBIS and TS, the much better stability of ZTO TFTs with $Zr_xAl_{1-x}O_y$ film as a gate insulator is due to the suppression of oxygen vacancy in ZTO channel layer and the decreased trap states originating from the Zr atom permeation at the $ZTO/Zr_xAl_{1-x}O_y$ interface. It provides a new strategy to fabricate the low consumption and high stability ZTO TFTs for application.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.92-92
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• 2011

IZTO and ITO thin films with a thickness of 200nm were deposited on Corning glass substrate to investigate the effects of substrate temperature on their electrical and optical properties by using pulsed DC magnetron sputtering with a sintered ceramic target of IZTO (In2O3 70 wt.%, ZnO 15 wt.%, SnO2 15 wt.%) and ITO (In2O3 90 wt.%, SnO2 10 wt.%). We investigated the structural, electrical, and optical properties of IZTO and ITO films. The structural and electrical properties of both films are sensitive on the substrate temperature. As the substrate temperature is increased, the electrical resistivity of ITO films is improved, but that of IZTO film increase over than $100^{\circ}C$. All IZTO and ITO thin films have good optical properties, which showed an average of transmittance over 80%. As a result, IZTO films can be a possible material for flexible display due to the low processing temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.367-367
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• 2014

Transparent conductive oxides (TCOs) 박막은 가시광선영역에서의 높은 투과율과 낮은 저항 특성을 동시에 갖고 있어 최근 smart windows, solar cells, liquid crystal displays (LCD), organic light emitting devices (OLED)등과 같은 최첨단 기기에 필수적인 구성요소로 활발히 사용되고 있다. 따라서, 현재까지 FTO ($SnO_2:F$), ITO ($In_2O_3:Sn$), ATO ($SnO_2:Sb$)등과 같은 다양한 TCO들이 많은 연구자들에 의해 연구되고 있다. 그 중 ITO는 우수한 전기적(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 및 광학적(~85%) 특성 때문에 현재 상업적으로 활발히 응용되고 있는 대표적인 물질이다. 하지만 ITO의 주된 구성요소인 indium은 제한적인 매장량과 과도한 소비량 때문에 원가가 비싸다는 문제점이 있다. 반면에, ATO는 우수한 전기적(${\sim}10^{-3}{\Omega}cm$) 및 광학적(~80%) 특성뿐만 아니라 구성물질들의 매장량이 풍부하여 ATO의 원가가 저렴하다는 장점을 가지고 있어 현재 ITO을 대체 할 수 물질로 관심 받고 있다 [1]. 지금까지 우수한 특성을 갖는 ATO박막을 합성하는 방법으로 sol-gel spin coating, sputtering, spray pyrolysis, chemical vapor deposition (CVD)등이 알려져 있다. 이 중에서도, sol-gel spin coating과 spray pyrolysis은 solution기반의 합성법으로 분류되며 합성과정이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있고 현재까지 많은 연구가 보고되었다. 그러나, 진공기반이 아닌 우수한 특성을 갖는 solution기반의 ATO박막을 합성하기 위해서는 새로운 합성법의 개발이 학문적으로나 산업적으로도 매우 중요한 이슈이다. 따라서, 본 연구에서는 electrospray을 활용하여 solution기반의 ATO박막을 처음으로 합성하였다. 게다가 ATO박막에 열처리온도에 따른 구조, 화학, 전기, 광학적 특성을 확인하기 위하여 X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Scanning Electron Microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Hall Effect Measurement System, UV spectrophotometer를 사용하였다. 이러한 실험 결과들을 바탕으로 electrospray을 통해 합성된 solution기반의 ATO박막에 자세한 특성을 본 학회에서 다루도록 하겠다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.52 no.3
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• pp.145-149
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• 2019

Transparent and conductive ZnO/Ag/SnO2 (ZAS) tri-layer films were deposited onto glass substrates at room temperature by using radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputtering. The thickness values of the ZnO and $SnO_2$ thin films were kept constant at 50 nm and the value for Ag interlayer was varied as 5, 10, 15, and 20 nm. In the XRD pattern the diffraction peaks were identified as the (002) and (103) planes of ZnO, while the (111), (200), (220), and (311) planes could be attributed to the Ag interlayer. The optical transmittance and electrical resistivity were dependent on the thickness of the Ag interlayer. The ZAS films with a 10 nm thick Ag interlayer exhibited a higher figure of merit than the other ZAS films prepared in this study. From the observed results, a ZAS film with a 10 nm thick Ag interlayer was believed to be an alternative transparent electrode candidate for various opto-electrical devices.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.19 no.7
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• pp.376-381
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• 2009

Indium Tin Oxide (ITO) thin films on Polyethylene Terephtalate (PET) substrate were prepared by Roll-to-Roll sputter system with targets of 5 wt% and 10 wt% $SnO_2$ at room temperature. The influence of the chromaticity (b*) and transmittance properties of the ITO Films were investigated. The ITO thin films were deposited as a function of the DC power, rolling speed, and Ar/$O_2$ gas flow ratio, and then characterized by spectrophotometer. Their crystallinity and surface resistance were also analyzed by X-ray diffractometer and 4-point probe. As a result, the chromaticity (b*) and transmittance of the ITO films were broadly dependent on the thickness, which was controlled by the rolling speed. When the ITO films were prepared with the DC power of 300 W and the Ar/$O_2$ gas flow ratio of 30/1 sccm using 10 wt% $SnO_2$ target as a function of the rolling speeds 0.01 through 0.10 m/min, its chromaticity (b*) and transmittance were about -4.01 to 11.28 and 75.76 to 86.60%, respectively. In addition, when the ITO films were deposited with the DC power of 400W and the Ar/$O_2$ gas flow ratio of 30/2 sccm used in 5 wt% $SnO_2$ target, its chromaticity (b*) and transmittance were about -2.98 to 14.22 and 74.29 to 88.52%, respectively.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.31 no.11
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• pp.3093-3098
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• 2010

The core-shell $SnO_2$@AO (A=Ni, Cu, Zn and Mg) films were prepared and the effects of coatings on photovoltaic properties were investigated. Studies on X-ray photoelectron spectroscopy, energy dispersive X-ray analysis and transmission electron microscopy showed the formation of divalent oxides on the surface of $SnO_2$ nanoparticles. It was commonly observed that all the dye-sensitized core-shell films exhibited higher photovoltage than the bare $SnO_2$ film. Transient photovoltage measurements confirmed that the improved photovoltages were related to the decreased time constants for electron recombination.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.19 no.5
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• pp.245-252
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• 2009

Changes in the surface morphology and light scattering of textured Al doped ZnO thin films on glass substrates prepared by rf magnetron sputtering were investigated. As-deposited ZnO:Al films show a high transmittance of above 80% in the visible range and a low electrical resistivity of $4.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$. The surface morphology of textured ZnO:Al films are closely dependent on the deposition parameters of heater temperature, working pressure, and etching time in the etching process. The optimized surface morphology with a crater shape is obtained at a heater temperature of $350^{\circ}C$, working pressure of 0.5 mtorr, and etching time of 45 seconds. The optical properties of light transmittance, haze, and angular distribution function (ADF) are significantly affected by the resulting surface morphologies of textured films. The film surfaces, having uniformly size-distributed craters, represent good light scattering properties of high haze and ADF values. Compared with commercial Asahi U ($SnO_2$:F) substrates, the suitability of textured ZnO:Al films as front electrode material for amorphous silicon thin film solar cells is also estimated with respect to electrical and optical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.50-50
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• 1999

마이크로 공정을 이용한 초소형 정밀 기계는 공정 기술과 재료 기술의 발전에 의하여 더욱 소형화되고 있으며 특히 기능을 갖는 부분과 이 부분을 제어하는 주변회로의 on-chip화의 요구가 증가되기 시작하였다. 이와 같은 추세에 있어서의 문제점은 초소형 정밀기계 부품 소자의 구동을 위한 에너지원의 개발이다. 즉, 소자의 크기가 작아진 것에 부합되는 초소형의 전지가 필요하게 된 것이다. 따라서 보다 완전한 초소형 정밀 기계 및 마이크로 소자의 구현을 위하여 마이크로 소자와 혼성 (Hybrid) 되어 이용될 수 있는 고성능 및 초소형의 전지의 개발이 필수적이다. 초소형 전지의 구현을 위하여 Li계의 2차 전지를 선택하여 이를 박막화하고 반도체 공정을 도입할 수 있다. 이러한 전지를 박막형 2차 전지 또는 박막형 마이크로 전지(thin film Secondary Battery : TFSB or Thin Film Micro-Battery : TFMB)라 하며 이러한 2차 전지는 일반적인 벌크 전지와 동일하게 cathode/Electolyte/Anode의 구조를 갖는다. 박막의 특성상 전해질은 고상의 물질을 사용하는 것이 벌크형 2차 전지와 다른 점이다. TFSB의 성능은 주로 cathode에 의하여 결정되며 지금까지 많은 cathode 물질에 대한 연구 보고가 발표되고 있다. 반도체 공정을 이용한 TFMB의 제작시 무엇보다 중요한 점은 우수한 고상 전해질 및 anode 물질의 선택에 있다. 최근에 2차 전지를 위한 carbon계 anode를 대체할 수 있는 SnO에 대한 보고가 있는데 이는 한 개의 Sn 원자당 2개 이사의 Li가 반응하여 높은 용량을 갖는 전지의 제작이 가능하기 때문이다. Sno2의 anode는 매우 높은 충전용량을 갖는데 첫 번째 방전시에 Li2O를 생성하여 비가역적 반응을 나타내고 계속되는 충방전 동안 Li-Sn 합금이 생성되어 2차전지의 가역적 반응을 가능하게 한다. SnO2 는 대기중에서 Li 금속보다 안정하기 때문에 전지의 제작 공정 및 사용 면에서 매우 우수한 물질이지만 아직까지 SnO2 구조적 특성과 전지의 충, 방전 특성에 대한 관계의 규명을 위한 정확한 정설은 제시되고 있지 못하다. 본 연구에서는 TFSB anode 물질로써 SnOx박막을 상온에서 여러 전도성 콜렉터 위에 증착하여 그 충, 방전 특성을 보고하였다. 증착된 SnOx박막의 표면은 SEM, AFM으로 분석하였으며 구조의 분석은 XR와 Auger electron spectroscope로 하였다. 충, 방전 특성을 분석하기 위하여 리늄 foil을 대극과 참조 전극으로 하여 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 100회 이상의 정전류 충, 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 구조, 콜렉터의 종류 및 Sn/O비에 따라 서로 다른 충, 방전 거동을 나타내었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.9
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• pp.697-700
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• 2011

Thin-film transistors(TFTs) with magnesium zinc tin oxide(MZTO) channel layer are fabricated by solution-process. The threshold voltage (Vth) shifted toward positive directly with increasing Mg contents in MZTO system. Because the Mg has a lower standard electrode potential (SEP) than Sn, Zn, thus degenerate the oxygen vacancy ($V_O$). As a result, the Mg act as carrier suppressor and oxygen binder in the MZTO as well as a Vth controller.