• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.283.1-283.1
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• 2016

Tin Oxide(SnO2) has been widely investigated as a transparent conducting oxide (TCO) and can be used in optoelectronic devices such as solar cell and flat-panel displays. It would be applicable to fabricating the wide bandgap semiconductor because of its bandgap of 3.6 eV. In addition, SnO2 is commonly used as gas sensors. To fabricate high quality epitaxial SnO2 thin films, a powder sputtering method was used, in contrast to typical sputtering technique with sintered target. Single crystalline sapphire(0001) substrates were used. The samples were prepared with varying the growth parameters such as gas environment and film thickness. Then, the samples were characterized by using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy measurements. We found that the strain evolution of the samples was highly affected by gas environment and growth rate, resulted in the delamination under O2 environment.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.59.2-59.2
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• 2011

We have demonstrated ink-jet printed indium tin oxide (ITO) and indium tin zinc oxide (IZTO) electrodes for cost-efficient organic solar cells (OSCs). By ink-jetting of crystalline ITO nano-particles and performing a rapid thermal anneal at $450^{\circ}C$, we were able to obtain directly patterned-ITO electrodes with an average transmittance of 84.14% and a sheet resistance of 202.7 Ohm/square without using a conventional photolithography process. The OSCs fabricated on the directly patterned ITO electrodes by ink-jet printing showed an open circuit voltage of 0.57 V, short circuit current of 8.47 mA/cm2, fill factor of 44%, and power conversion efficiency of 2.13%. This indicates that the ITO directly-patterned by ink-jet printing is a viable alternative to sputter-grown ITO electrodes for cost-efficient printing of OSCs due to the absence of a photolithography process for patterning and more efficient ITO material usage.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.590-590
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• 2012

A transparent conducting oxide (TCO) layer was applied in crystalline Si (c-Si) solar cells without use of the conventional SiNx-coating. A high quality indium-tin-oxide (ITO) layer was directly deposited on an emitter layer of a Si wafer. Three different types of emitters were formed by controlling the phosphorous diffusion condition. A light-doped emitter forming a thinner emitter junction showed an improved photoconversion efficiency of 14.1% comparing to 13.2% of a heavy-doped emitter. This was induced by lower recombination within a narrower depletion region of the light-doped emitter. In the aspect of light management, the intermediate refractive index of ITO is effective to reduce the light reflection leading the enhanced carrier generation in a Si absorber. For the electrical aspect, the ITO layer serves as an efficient electrical conductor and thus relieves the burden of high contact resistance of the light-doped emitter. Additionally, the ITO works as a buffer layer of Ag and Si and certainly prevents the shunting problem of Ag penetration into Si emitter region. It discusses an efficient design scheme of TCO-embedded emitter Si solar cells.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제3권1호
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• pp.18-22
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• 2002

ITO thin films with thickness of 3000 $\AA$ were fabricated by rf magnetron sputtering system with a 10 mol % SnO$_2$-90 mol % In$_2$O$_3$target at various substrate temperature and annealing temperature in air. And we investigated structural, electrical and optical characteristics of them. It's resistivity, carrier concentration and Hall mobility was 2$\times$10$\^$-4/ Ωcm, 7$\times$10$\^$20/∼ 9$\times$10$\^$20/ cm$\^$-3/ and 21∼23 cm$^2$/V$.$sec respectively. And it's optical transmittance and energy band gap was above 85 % in the visible range and 3.53 eV respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.57.2-57.2
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• 2010

투명전도 산화막(Transparent conducing oxide: TCO)은 태양 전지, 터치패널, 가스 센서 등 여러 분야에 적용할 수 있는 물질로서 전기 전도성과 광 투과성을 동시에 가진다. 높은 전기 전도성과 광 투과성을 가지는 Sb:$In_2O_3$(ITO)는 투명전도 산화막 재료로써 가장 일반적으로 사용되고 있으나 인듐의 매장량 한계로 인해 가격이 높다는 단점이 있다. 본 연구에서는 ITO 대체 TCO 물질인 Al doped ZnO(AZO)를 rf magnetron sputter를 이용하여 최적의 수소 도핑량을 찾아 ITO의 전기적 광학적 성질과 비교하였다. AZO 박막은(ZnO:Al2O3 2wt.%)타겟을 이용하여 heater 온도 250도에서 슬라이드 글래스 및 코닝 글래스에 증착시켰고 비교군인 ITO박막은 (In2O3:$SnO_2$ 10wt.%)타겟을 이용하여 수소 도핑 없이 350도로 증착시켰다. AZO 및 ITO 박막의 전기적 특성은 hall measurement를 이용하여 측정하였고, UV-VIS spectrophotometer로 광학적 특성을 측정하였다. 수소 도핑량이 증가함에 따라 AZO 박막의 캐리어 농도가 증가하여 전기적 특성이 향상되었고, 가시광 영역에서 높은 평균 투과도를 유지 하였다. AZO 박막과 ITO 박막의 전기적 및 광학적 특성을 비교한 결과, 최적 수소 도핑량을 가진 AZO 박막은 ITO 박막에 준하는 특성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막은 전기 전도성과 광투과성이 우수하여 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 태양전지(solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 광전자 소자에 널리 응용되고 있다. 특히 LED에서 p-GaN층에서 전류가 층안에서 충분하게 확산되지 않기 때문에, TCO는 균일하게 전류를 흘려보내기 위해서 전류확산층(current spreading layer)으로 사용된다. 그 중 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 고가의 indium가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감하거나 함유하지 않은 새로운 조성의 친환경적 대체 TCO 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 반도체 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, Al2O3 : 2wt.%)는 3.3 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근적외선 파장영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 GaN기반 LED 응용을 위한 전류확산층으로 ITO 대신 AZO의 특성을 연구하였다. 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass기판 위에 AZO, Ni/AZO, NiOx/AZO를 증착하였다. 이어서 $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기적 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.101-101
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막으로써 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 전기 전도성과 광 투과성이 우수하여 주로 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED)의 전극, 발광다이오드(light-emitting diode, LED)의 current spreading 층 및 태양전지(solar cell)의 윈도우층(window layer) 등의 광전자 소자로 응용되고 있으나, 고가의 indium 가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감한 새로운 조성의 TCO 또는 indium을 함유하지 않은 친환경적인 TCO 대체 재료 개발의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, $Al_2O_3$: 2 wt.%)는 3.82eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근 적외선 파장 영역에 대하여 90% 이상의 높은 투과율을 나타낸다. 또한, 습식식각이 가능하며, 매우 풍부하여 원가가 매우 저렴하고, 독성이 없다. 본 연구에서는 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass 기판 위에 AZO 박막을 성장하고, $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기 및 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 이후에 기존의 성장방법과 달리 고가의 진공 장비를 사용하지 않고, 저온에서도 간단한 구조의 장비를 이용하여 균일한 나노구조를 성장시킬 수 있는 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 AZO 박막위에 ZnO 나노로드를 다양한 성장조건에 따라 성장시켜 광학적 특성을 비교 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권9호
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• pp.532-536
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• 2006

The annealing temperature effect of transparent conducting oxide film grown on glass substrate for solar cell application was studied in this paper. Using pulsed DC magnetron sputtering with 1 at% Al-doped ZnO target, TCO films were deposited on coming 7059 glass at room temperature. Al:ZnO thin films were annealed at 200, 400, Al $600^{\circ}C$ for 10 min and annealing resulted in lower biaxial compressive stress of about 1GPa and increased average crystallite size in all films. The as-grown film shows the resistivity of $1{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$ and transmittance under 80%, whereas the electrical and optical properties of film annealed at $400^{\circ}C$ are enhanced up to $5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and 85%, respectively.

• 전기학회논문지
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• 제67권1호
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• pp.68-74
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• 2018

All transparent UV photodetector based on ZnO was fabricated with structure of NiO/ZnO/$SnO_2$/ITO by using RF and DC magnetron sputtering system. ZnO was deposited with 4 inch ZnO target (purity 99.99%) for a quality film. In order to build p-n junction up, p-type NiO was formed on n-type ZnO by using reactive sputtering method. The indium tin oxide (ITO) which is transparent conducting oxide (TCO) was applied as a transparent electrode for transporting electrons. To improve the UV photodetector performance, a functional $SnO_2$ layer was selected as an electron transporting and hole blocking layer, which actively controls the carrier movement, between ZnO and ITO. The photodetector (NiO/ZnO/$SnO_2$/ITO) shows transmittance over 50% as similar as the transmittance of a general device (NiO/ZnO/ITO) due to the high transmittance of $SnO_2$ for broad wavelengths. The functional $SnO_2$ layer for band alignment effectively enhances the photo-current to be $15{\mu}A{\cdot}cm^{-2}$ (from $7{\mu}A{\cdot}cm^{-2}$ of without $SnO_2$) with the quick photo-responses of rise time (0.83 ms) and fall time (15.14 ms). We demonstrated the all transparent UV photodetector based on ZnO and suggest the route for effective designs to enhance performance for transparent photoelectric applications.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.425-425
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• 2008

The transparent conducting oxides(TCOs) are widely used as electrodes for most flat panel display devices(FPDs), electrodes in solar cells and organic light emitting diodes(OLED). Among them, indium oxide materials are mostly used due to its high electrical conductivity and a high transmittance in the visible spectrum. The present study reports on a study of the electrical and optical properties of IGZO thin films prepared on glass and PET substrates by the combinational magnetron sputtering. We use the targets of IZO and Ga2O3 for the deposition process. In some case the deposition process is coupled with the End-Hall ion-beam treatment onto the substrates before the sputtering. In addition we control the deposition rate to optimize the film quality and to minimize the surface roughness. Then we investigate the effects of the Ar gas pressure and RF power during the sputtering process upon the electrical, optical and morphological properties of thin films. The properties of prepared IGZO thin films have been analyzed by using the XRD, AFM, a-step, 4-point probe, and UV spectrophotometer.