• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.1002-1004
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• 2009

Solution-processed indium-gallium-zinc-oxide thin-film transistors were fabricated by sol-gel method. By a combinatorial study of InGaZnO multi-component system, optimum molar ratio of In, Ga, and Zn has been selected. By adjusting the In:Ga:Zn molar ratio, TFTs with field-effect mobility of 0.5 ~ 1.5 $cm^2$/V-s, threshold voltage of -5 ~ 5 V, and subthreshold slope of 1.5 ~ 2.5 V/decade were achieved.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.1-5
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• 2021

Field-effect transistors based on solution-processed metal oxide semiconductors has attracted huge attention due to their intrinsic characteristics of optical and electrical characteristics with benefits of simple and low-cost process. Especially, spray-pyrolysis has shown excellent device performance which compatible to vacuum-processed Field-effect transistors. However, the high annealing temperature for crystallization of MOS and narrow range of precursors has impeded the progress of the technology. Here, we demonstrated the nc-ZnO/ZnO films performed by spray-pyrolysis with incorporating ZnO nanoparticles into typical ZnO precursor. The films exhibit preserving morphological properties of poly-crystalline ZnO and enhanced electrical characteristics with potential for low-temperature processability. The influence of nanoparticles within the film was also researched for realizing ZnO films providing good quality of performance.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2015

Solution processed Resistive random access memory (ReRAM)은 간단한 공정 과정, 고집적도, 저렴한 가격, 대면적화 플라즈마 데미지 최소화 등의 장점으로 차세대 비휘발성 메모리로 써 많은 관심을 받고 있으며, 주로 high-k 물질인 HfOx, TiOx, ZnO 가 이용 된다. IGZO와 ZTO와 같은 산화물 반도체는 높은 이동도, 대면적화, 넓은 밴드갭으로 인하여 투명한 장점으로 LCDs (Liquid crystal displays)에 이용 가능하며, 최근에는 IGZO와 ZTO에서 Resistive Switching (RS) 특성을 확인한 논문이 보고되면서 IGZO와 ZTO를 ReRAM의 switching medium와 TFT의 active material로써 동시에 활용하는 것에 많은 관심을 받고 있다. 이와 같은 산화물 반도체는 flat panel display 회로에 TFT와 ReRAM의 active layer로써 집적가능 하며 systems-on-panels (SOP)에 적용 가능하다. 하지만 IGZO 보다는 ZTO가 In과 Ga을 포함하지 않기 때문에 저렴하다. 그러므로 IGZO를 대신하는 물질로 ZTO가 각광 받고 있다. 본 실험에서는 ZTO film에 Al을 doping하여 메모리 특성을 평가하였다. 실험 방법으로는 p-type Si에 습식산화를 통하여 SiO2를 300 nm 성장시킨 기판을 사용하였다. 그리고 Electron beam evaporator를 이용하여 Ti를 10 nm, Pt를 100 nm 증착 한다. 용액은 Zn와 Tin의 비율을 1:1로 고정한 후 Al의 비율을 0, 0.1, 0.2의 비율로 용액을 각각 제작하였다. 이 용액을 이용하여 Pt 위에 spin coating방법을 이용하여 1000 rpm 10초, 6000 rpm 30초의 조건으로 AZTO (Al-ZnO-Tin-Oxide) 박막을 증착한 뒤, solvent 및 불순물 제거를 위하여 $250^{\circ}C$의 온도로 30분 동안 열처리를 진행하였다. 이후 Electron beam evaporator를 이용하여 top electrode인 Ti를 100 nm 증착하였다. 제작된 메모리의 전기적 특성은 HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과, AZTO (0:1:1, 0.1:1:1, 0.2:1:1)를 이용하여 제작한 ReRAM에서 RS특성을 얻었으며 104 s이상의 신뢰성 있는 data retention특성을 확인하였다. 그리고 Al의 비율이 증가할수록 on/off ratio가 증가하고 endurance 특성이 향상되는 것을 확인하였다. 결론적으로 Al을 doping함으로써 ZTO film의 메모리 특성을 향상 시켰으며 AZTO film을 메모리와 트랜지스터의 active layer로써 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.706-712
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• 2020

유기전기발광소자(Organic light diodes, OLEDs)의 전기발광특성을 향상시키기 위해, 본 논문에서는 용액 공정 정공주입층으로 신규 hexaazatrinaphthylene(HATNA) 유도체들을 도입한 고효율 녹색인광 OLED소자의 특성을 연구하였다. HATNA 유도체는 Indium Tin Oxide(ITO)의 일함수와 비슷한 낮은 the lowest unoccupied molecular orbital(LUMO) 에너지 준위를 가져 다른 개념의 정공주입 메커니즘을 보여주었다. HATNA 유도체를 hole injection layer(HIL)로 사용한 OLED소자들은 HTL로의 정공주입장벽을 효과적으로 감소시키고 발광층 내에 전자와 정공의 균형을 최적화 시켜 외부양자효율이 10.8%에서 15.6%로, 전류 효율은 34.3 cd/A에서 42.7 cd/A로 소자 효율이 크게 향상 되었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제15권1호
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• pp.65-69
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• 2016

We have investigated the possibility of recycling of an organic material that is wasted during thermal evaporation. To this end, we have collected a wasted organic material (N,N'-diphenly-N,N'-bis(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine(NPB)) from a vacuum chamber, purified it by recrystallization, and fabricated bilayer organic light-emitting diodes (OLEDs) with the recycled NPB. It is found that the surface roughness of thin films coated with the purified NPB is much enhanced. OLEDs fabricated by thermal evaporation of the purified NPB show lower device efficiency than OLEDs with the original NPB. However, the power efficiency of OLED fabricated by spin coating of the purified NPB is comparable with that of OLED with the original NPB. Therefore, such a recycling method by recrystallization would be more suitable for solution-processed OLEDs.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권8호
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• pp.469-473
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• 2017

We investigated the effect of different thin-film thicknesses (25, 30, and 40 nm) on the electrical performance of solution-processed indium-zinc-oxide (IZO) thin-film transistors (TFTs). The structural properties of the IZO thin films were investigated by atomic force microscopy (AFM). AFM images revealed that the IZO thin films with thicknesses of 25 and 40 nm exhibit an uneven distribution of grains, which deforms the thin film and degrades the performance of the IZO TFT. Further, the IZO thin film with a thickness of 30 nm exhibits a homogeneous and smooth surface with a low RMS roughness of 1.88 nm. The IZO TFTs with the 30-nm-thick IZO film exhibit excellent results, with a field-effect mobility of $3.0({\pm}0.2)cm^2/Vs$, high Ion/Ioff ratio of $1.1{\times}10^7$, threshold voltage of $0.4({\pm}0.1)V$, and subthreshold swing of $0.7({\pm}0.01)V/dec$. The optimization of oxide semiconductor thickness through analysis of the surface morphologies can thus contribute to the development of oxide TFT manufacturing technology.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권3호
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• pp.59-62
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• 2019

본 논문은 용액공정용 불소 도핑된 인듈 갈륨 징크 산화물 반도체를 연구하였으며, 박막 트랜지스터 적용 가능성을 확인하였다. 용액형 산화물 반도체를 형성하기 위해, 금속염 전구체 기반 용액을 제조하였으며, 추가적인 불소 도핑을 유도하기 위해 화학적 첨가제로서 암모늄 플로라이드를 이용하였다. 열처리 온도 및 불소 도핑양에 따른 전기적 물성을 고찰함으로서, 300도 저온 열처리를 통해 제조된 산화물 반도체층의 전기적 특성을 향상시켰다. 20 mol% 불소를 도핑하는 경우, $1.2cm^2/V{\cdot}sec$의 이동도 및 $7{\times}10^6$의 점멸비 특성이 발현 가능함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권3호
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• pp.185-202
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• 2018

Photoelectrochemical (PEC) cells can convert solar energy, the largest potential source of renewable energy, into hydrogen fuel which can be stored, transported, and used on demand. In terms of cost competitiveness compared with fossil fuels, however, both photocatalytic efficiency and cost-effectiveness must be achieved simultaneously. Improvement of cost-effective, scalable, versatile, and eco-friendly fabrication methods has emerged as an urgent mission for PEC cells, and solution-based fabrication methods could be capable of meeting these demands. Herein, we review recent challenges for various nanostructured oxide photoelectrodes fabricated by solution-based processes. Hematite, tungsten oxide, bismuth vanadate, titanium oxide, and copper oxides are the main oxides focused on, and various strategies have been attempted with respect to these photocatalyst materials. The effects of nanostructuring, heterojunctions, and co-catalyst loading on the surface are discussed. Our review introduces notable solution-based processes for water splitting photoelectrodes and gives an outlook on eco-friendly and cost-effective approaches to solar fuel generation and innovative artificial photosynthesis technologies.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제23권4호
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• pp.301-327
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• 2019

The proper orthogonal decomposition (POD) method for time-dependent problems significantly reduces the computational time as it reduces the original problem to the lower dimensional space. Even a higher degree of reduction can be reached if the solution is smooth in space and time. However, if the solution is discontinuous and the discontinuity is parameterized e.g. with time, the POD approximations are not accurate in the reduced space due to the lack of ability to represent the discontinuous solution as a finite linear combination of smooth bases. In this paper, we propose to post-process the sample solutions and re-initialize the POD approximations to deal with discontinuous solutions and provide accurate approximations while the computational time is reduced. For the post-processing, we use the Gegenbauer reconstruction method. Then we regularize the Gegenbauer reconstruction for the construction of POD bases. With the constructed POD bases, we solve the given PDE in the reduced space. For the POD approximation, we re-initialize the POD solution so that the post-processed sample solution is used as the initial condition at each sampling time. As a proof-of-concept, we solve both one-dimensional linear and nonlinear hyperbolic problems. The numerical results show that the proposed method is efficient and accurate.