• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.4
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• pp.267-272
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• 2007

Al-doped ZnO (AZO) thin films were grown on glass substrates by radio-frequency magnetron sputtering. The effects of oxygen flow ratio, which was used for a sputtering gas, on the AZO thin films were investigated by using the X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and Hall effects measurement. The AZO thin film, deposited with oxygen flow ratio of 0% at the growth temperature of $400^{\circ}C$, showed a strongly c-axis preferred orientation and the lowest resistivity of $6.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. The ZnO (002) diffraction peak indicated a tendency to decrease substantially with increasing the oxygen flow ratio. Furthermore, as the oxygen flow ratio was decreased, the carrier concentration and the hall mobility were increased, but the electrical resistivity was decreased.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.3
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• pp.472-476
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• 2007

In this study, we investigated methods for p-type ZnO deposition as well as stability enhancement of its properties. The film was prepared by co-depositing AlAs and ZnO in a RF magnetron sputtering system. Property variation was monitored with photoluminescence and Hall measurements by stressing the films at $250^{\circ}C$ for various duration upto 144 hours. Results indicated that co-deposition is a useful method for p-type ZnO preparation. In particular, pre-treatment in 30% $H_2O_2$ for 1min was observed to be effective in reducing the property variation taking place during the subsequent high temperature processes.

• 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.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.28.1-28.1
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• 2011

비휘발성 저항 메모리소자인 ReRAM은 간단한 소자구조와 빠른 동작특성을 나타내며 고집적화에 유리하기 때문에 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항메모리소자 응용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 박막은 이성분계 산화물로써 조성비가 간단하고, 빠른 동작특성을 나타내며, 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 또한 가시광선 영역에서 광학적으로 투명한 특성을 보이기 때문에 투명소자 응용에도 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Metal/Insulator/Metal (Al/ZnO/Al) 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. Radio frequency (RF) sputter를 이용하여 ZnO 박막을 합성하고 박막의 결정성을 평가하였으며, resistive switching 효과를 관찰하였다. 합성된 박막 내부의 결정성은 메모리 구동 저항에 영향을 주며, 이를 제어하여 신뢰성있는 메모리 효과를 얻을 수 있었다. 특히 박막의 두께를 제어함으로써 구동전압의 변화를 관찰하였으며 소자에 적합한 두께를 평가할 수 있었다. 또한, ZnO 박막 내의 결함에 따른 on/off 저항의 변화를 관찰할 수 있었다. 제작된 저항 메모리소자는 unipolar 특성을 보였으며, 높은 on/off 저항의 차이를 유지하였다. Scanning electron microscope(SEM)을 통해 합성된 박막의 형태를 평가하였고, X-ray diffraction (XRD) 및 transmission electron microscopy (TEM)을 통해 결정성을 평가하였으며, photoluminescence (PL) spectra 분석을 통하여 박막 내부의 결함 정도를 평가하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.6
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• pp.476-480
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• 2004

AZO (Al-doped ZnO) thin films were deposited on glass by pulsed magnetron sputtering method, and their structural, electrical and optical properties were investigated. XRD patterns showed that a highly c-axis preferred AZO film was grown in perpendicular to the substrate when pulse frequency of 30 ㎑ was applied to the target. Microstructure of thin films showed that the fibrous grain of tight dome shape was grown. The deposition rate decreased linearly with increase of pulse frequency, and the lowest resistivity was 8.67${\times}$10$\^$-4/ $\Omega$-cm for the film prepared at pulse frequency of 30 ㎑. The optical transmittance spectra of the films showed a very high transmittance of 85∼90%, within visible wavelength region and exhibited the absorption edge of about 350 nm. The characteristics of the low electrical resistivity and high optical transmittance of AXO films suggested a possibility for the application to transparent conducting oxides.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.231-231
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• 2013

ZnO은 hexagonal wurtzite 구조를 갖는 직접 천이형 화합물 반도체로서, 상온에서 3.37 eV 정도의 wide band gap energy를 가지고 있으며, 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)를 갖는다. 또한 동종 기판이 존재하고 열, 화학적으로 안정한 상태이며 습식 식각이 가능한 장점으로 인해 각광받고 있다. 또한, ZnO 박막은 우수한 전기 전도성을 나타내며 광학적 투명도가 우수하기 때문에 투명전극으로 많이 이용되어 왔고, 태양 전지(solar cell), 가스 센서, 압전소자 등 많은 분야에서 사용되고 있다. 이와 같은 ZnO박막을 안정적인 쇼트키 다이오드 특성을 얻기 위해서는 쇼트키 배리어 장벽의 형성이 필수적이다. Mg을 ZnO에 첨가하여 MgZnO 박막을 형성할 경우, 금속의 일함수와 MgZnO의 전자친화력 차이가 증가하여 더 큰 쇼트키 장벽 형성이 가능하며, 금속의 일함수가 큰 물질을 사용해야 한다. 또한, 박막의 결함이 적은 박막을 형성해야 하는 에피탁셜 박막이 필요하다. SiC는 높은 포화 전자 드리프트 속도(${\sim}2.7{\times}107$ cm/s), 높은 절연 파괴전압(~3 MV/cm)과 높은 열전도율(~5.0W/cm) 특징을 가지고 있으며, MgZnO/Al2O3의 격자 불일치는 ~19%인 반면에 MgZnO/SiC의 격자 불일치는 ~6%를 가진다. 금속의 일함수가 큰 Ag 금속은 열처리가 될 경우 AgOx가 될 경우 더욱 안정적인 쇼트키 장벽을 형성될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 쇼트키 접합을 형성하기 위해 금속의 일함수가 큰 Ag 금속을 사용하였으며, Al2O3 기판과 6H-SiC 기판위에 MgZnO(30 at.%) 박막을 증착하였다. 증착 후에 Ag를 증착 한 뒤 급속 열처리를 하였다. 열처리된 MgZnO의 경우 열처리 하지않은 소자보다 약 $10^5$ 이상의 우수한 on/off 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.17 no.4
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• pp.422-425
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• 2004

In this study, the AZO thin films were prepared as a function of oxygen gas flow ratio at room temperature by FTS(Facing Targets Sputtering) apparatus using Zn:Al(metal)-Zn:Al(metal) or Zn(metal)-ZnO:Al(ceramic). The film thickness, crystalline and electric properties of AZO thin film was evaluated by $\alpha$-step, XRD and 4-point probe. In the results, the resistivity of AZO thin film was shown the lowest value about 8${\times}$10$^{-2}$ $\Omega$-cm(Zn:Al-Zn:Al), 3${\times}$10$^{-1}$ $\Omega$-cm(Zn-ZnO:Al) at the oxygen gas flow ratio 0.3. And the AZO thin film has good crystalline at oxygen gas flow ration 0.4, using Zn:Al-Zn:Al targets.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.422-422
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• 2012

투명전극 산화막은 태양전지, 평판 디스플레이 등의 투명전극과 같은 광전자 소자에 사용되고 있다. 투명 전도성 산화막으로서 ITO (Indium tin oxide)는 높은 투과도, 낮은 비저항, 높은 일함수 등의 장점을 가지고 있어서 그동안 널리 사용되어 왔다. 그러나 In의 희소성으로 인한 고가격 문제 때문에 이를 대체하기 위해 불순물을 도핑한 ZnO (Zinc oxide)에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. ZnO의 전기전도도를 높이기 위해 일반적으로 Al, Ga, B와 같은 3족 원소가 ZnO의 n형 도펀트로 널리 사용된다. 그 중에서 Al은 반응성이 커서 박막 증착 중에 산화되기 쉬운 반면 낮은 생산단가, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 보이기 때문에 투명 전극으로서 Al-doped ZnO (AZO)가 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 rf 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 glass 기판 위에 Al-doped ZnO (AZO) 투명 전도막을 증착하였고, 수명 및 신뢰성에 영향에 미치는 주요 인자로서 온도, 온도 사이클 및 습도에 따른 AZO 박막의 열화 특성에 대한 연구를 진행하였다. 또한, 온도 사이클, 고온 및 고온고습 환경에 장시간 노출된 AZO 박막들의 성능 저하 원인들을 미세구조 관찰, 전기적 및 광학적 특성 변화들을 연계하여 규명하고자 하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2007.11a
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• pp.46.1-46.1
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• 2007