• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.400-400
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• 2012

산화물 반도체는 넓은 에너지갭을 가지고 높은 이동성과 높은 투명성을 가지기 때문에 초고 속 박막 트랜지스터(Thin film transistor; TFT)에 많이 응용되고 있다. 그러나 ZnO 및 $In_2O_3$ 산화물 반도체를 박막트랜지스터에 사용할 경우 소자가 불안정하여 전기적 성질이 저하되고 문턱전압의 이동이 일어난다. TFT에 사용되는 산화물 반도체로는 GaInZnO, ZrInZnO, HfInZnO 및 GaSnZnO의 전기적 특성에 관한 연구가 많이 되었다. 그러나 titanium-indium-zinc-oxide (TIZO) TFT에 대한 연구는 비교적 적게 수행 되었다. 본 연구에서는 TFTs의 안정성을 향상하기 위하여 TFT의 채널로 사용되는 TiInZnO를 형성하는데 간단한 제조 공정과 낮은 비용의 용액 증착방법을 사용하였다. 졸-겔 전해액은 Titanium (IV) isopropoxide $[Ti(OCH(CH_3)_2)_4]$, 0.1 M Zinc acetate dihydrate $[Zn(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O]$ 그리고 indium nitrate hydrate $[In(NO_3)_3{\cdot}xH_2O]$을 2-methoxyethanol의 용액에 합성하였다. $70^{\circ}C$에서 한 시간 동안 혼합 하였다. Ti의 몰 비율은 10%, 20% 및 40% 로 각각 달리하여 제작하였다. $SiO_2$층 위에 2,500 rpm 속도로 25초 동안 스핀 코팅하여 TFT를 제작하였다. TIZO 박막에 대한 X-선 광전자 스펙트럼 관측 결과는 Ti 몰 비율이 증가함에 따라 Ti 2p1/2피크의 세기가 증가함을 보여주었다. TiZO 박막에 Ti 원자를 첨가하면 $O^{2-}$ 이온이 감소하기 때문에 전하의 농도가 변화하였다. 전하 농도의 변화는 TiZO 채널을 사용하여 제작한 TFT의 문턱전압을 양 방향으로 이동 하였으며 off-전류를 감소하였다. TiZO 채널을 사용하여 제작한 TFT의 드레인 전류-게이트 전압 특성은 on/off비율이 $0.21{\times}107$ 만큼 크며 이것은 TFT 소자로서 우수한 성능을 보여주고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.34-35
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• 2006

Transparent ZnO thin film transistor (TFT) is fabricated on the glass substrates. The device consists of a high mobility intrinsic ZnO as a semiconductor active channel, Ga doped ZnO (GZO) as an electrode, $HfO_2$ as a gate insulator. GZO and $HfO_2$ layers are prepared by using a pulsed laser deposition and intrinsic ZnO layers are fabricated by using an rf-magnetron sputtering, respectively. The transparent TFT is highly transparent (> 87 %) and exhibits n-channel, enhancement mode behavior with a field-effect mobility as large as $11.7\;cm^2/Vs$ and a drain current on-to-off ratio of about $10^5$.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-24
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• 2010

산소 플라즈마 전처리에 의한 PET 기판 위에 Ga이 도핑된 ZnO 투명전극 (GZO)의 특성변화를 고찰하였다. GZO 박막은 RF 마그네트론 스퍼터링 공정에 의해 합성하였으며 GZO 증착 이전에 PET 기판의 표면에너지를 높이고 GZO 박막과의 접촉특성을 향상시키기 위해 산소플라즈마 공정을 적용하였다. 산소 플라즈마 처리공정을 시행함에 따라 GZO 박막의 결정성과 전기적 특성이 향상하였다. RF 파워를 100 W로 하고, 플라즈마 처리시간을 600초로 하였을 때 GZO 박막의 최저 비저항 값인 $1.90{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$의 양호한 특성을 확인되었다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.966-969
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• 2012

From a practical viewpoint, the topic of electrical stability in oxide thin-film transistors (TFTs) has attracted strong interest from researchers. Positive bias stress and constant current stress tests on indium-gallium-zinc-oxide (IGZO)-TFTs have revealed that an IGZO-TFT with a larger Ga portion has stronger stability, which is closely related with the strong binding of O atoms, as determined from an X-ray photoelectron spectroscopy analysis.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.811-816
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• 2012

The effect of co-sputtering condition on the structural properties of $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films grown by RF magnetron co-sputtering system was investigated for manufacturing ZnO/MgZnO structure LED. $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films were grown with ZnO and MgO target varying RF power. Structural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD) and Energy dispersive spectroscopy (EDS). The ZnO thin films have sufficient crystallinity on the high RF power. As RF power of ZnO target increased, the contents of MgO in the $Mg_xZn_{1-x}O$ film decreased. LED was manufactured using ZnO/MgZnO multi-layer on p-GaN/$Al_2O_3$ substrate. Threshold voltage of multi-layer LED was appeared at 8 V, and it was luminesced at wave length of 550 nm.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.41-45
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• 2016

ITO/GZO double layered thin films were prepared on transparent glass substrates. Ga-doped ZnO(GZO) films were deposited by RF magnetron sputtering using an ZnO:Ga (98: 2 wt%) target. The post deposition annealing process was conducted for 30 minutes at different temperature of 100, 200, 300 and $400^{\circ}C$, respectively. As increase annealing temperature, ITO/GZO double layered thin films show the increment of the prefer orientation of ZnO diffraction peak (002) in the XRD patterns. We obtained Ga-doped ZnO thin films with a lowest resistivity of $1.84{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ at $400^{\circ}C$ and transparency above 80% in visible ranges. The figure of merit obtained in this study means that ITO/GZO double layered thin films which annealed at $400^{\circ}C$ have the highest optoelectrical performance in this study.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.491-496
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• 2011

Al-doped ZnO film on glass substrate is deposited by ALD in low temperature, using 4-step process (DEZ-$H_2O$-TMA-$H_2O$). To find out the optimal film condition for TCO material, we fabricate Al-doped ZnO films by increasing Al doping concentration at $100^{\circ}C$, so that the Al-doped film of 5 at% shows the lowest resistivity ($1.057{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$) and the largest grain size (38.047 nm). Afterwards, the electrical and physical characteristics in Al-doped films of 5 at% are also compared in accordance with increasing deposition temperature. All the films show the optical transmittance over 80% and the film deposited at $250^{\circ}C$ demonstrates the superior resistivity ($1.237{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.241.2-241.2
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• 2013

최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 MOSFET 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 RF sputter를 이용하여 증착된 비정질 InGaZnO pesudo MOSFET 소자를 제작하였으며, thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 RF 스퍼터링을 이용하여 InGaZnO 분말을 각각 1:1:2mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하여 70 nm 두께의 InGaZnO를 증착하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE(30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 pseudo MOSFET 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 각각 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 20분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave 를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• 열처리공학회지
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• 제27권1호
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• pp.23-26
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• 2014

Ga doped ZnO (GZO) single layer and GZO/ZnO bi-layered films were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering and then the influence of film thickness on the structural, electrical, and optical properties of the films was considered. Thicknesses of the GZO/ZnO films was varied as GZO 100 nm, GZO 85 nm/ZnO 15 nm and GZO 70 nm/ZnO 30 nm, respectively. The observed result means that optical transmittance and electrical resistivity of the films were influenced with film thickness and GZO 85 nm/ZnO 15 nm bilayered films show the higher figure of merit than that of the films prepared other films in this study.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.434-436
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• 2013

Ga-doped ZnO (GZO) was substitutes of the SnO2:F films on soda lime glass substrate in the photovoltaic devices such as CIGS, CdTe and DSSC due to good properties and low cost. However, it was reported that the electrical resistivity of GZO is unstable above $300^{\circ}C$ in air atmosphere. To improve thermal stability of GZO thin films at high temperature above $300^{\circ}C$ an $TiO_2$ thin film was deposited on the top of GZO thin films as a barrier layer by Pulsed Laser Deposition (PLD) method. $TiO_2$ thin films were deposited at various thicknesses from 25 nm to 100 nm. Subsequently, these films were annealed at temperature of $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ in air atmosphere for 20 min. The XRD measurement results showed all the films had a preferentially oriented ( 0 0 2 ) peak, and the intensity of ( 0 0 2 ) peak nearly did not change both GZO (300 nm) single layer and $TiO_2$ (50 nm)/GZO (300 nm) double layer. The resistivity of GZO (300 nm) single layer increased from $7.6{\times}10^{-4}{\Omega}m$ (RT) to $7.7{\times}10^{-2}{\Omega}m$ ($500^{\circ}C$). However, in the case of the $TiO_2$ (50 nm)/GZO (300 nm) double layer, resistivity showed small change from $7.9{\times}10^{-4}{\Omega}m$ (RT) to $5.2{\times}10^{-3}{\Omega}m$ ($500^{\circ}C$). Meanwhile, the average transmittance of all the films exceeded 80% in the visible spectrum, which suggests that these films will be suitable for photovoltaic devices.