• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.128-135
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• 2022

반도체 공정용 석영유리 도가니의 내측에 위치하는 투명층은 합성 실리카 분말을 원료로 사용하여 제조한다. 도가니의 투명층에는 다양한 원인에 기인하여 버블이 발생하는데, 버블은 도가니의 품질뿐만 아니라 실리콘 잉곳의 수율을 저하시키는 악영향을 미친다. 따라서 투명층의 원료인 합성 실리카 분말 역시 버블 생성 인자를 최소화하는 것이 주요 목표이다. 이에 따라 합성 실리카 분말의 경우, 실라놀 그룹, 탄소계 불순물, 그리고 기공이 충분히 제거되어야만 한다. 본 연구에서는 졸-겔법을 이용하여 합성 실리카 겔을 제조하고, 2단 하소공정에서 하소온도와 유지시간에 따른 탄소 함량과 비표면적의 변화를 살펴보았다. 1단계 하소온도는 500℃~600℃, 2단계 하소온도는 1000℃~1100℃에서 수행하였으며, 유지시간은 10분에서 최대 12시간까지 실시하였다. 1000℃에서 1시간 동안 하소한 분말의 탄소함량은 0.0031 wt.%를 나타내었으며, 1100℃에서 12시간 동안 하소한 분말의 비표면적은 16.6 m²/g을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.208.1-208.1
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• 2015

최근, 차세대 투명 디스플레이 구동소자로서 산화물 반도체를 이용한 Transparent Amorphous Oxide Semiconductor (TAOS) 기술이 큰 주목을 받고 있다. 산화물 반도체는 기존의 a-Si에 비해 우수한 전기적인 특성과 낮은 구동전압 그리고 넓은 밴드 갭으로 인한 투명성의 장점들이 있다. 그리고 낮은 공정 온도에서도 제작이 가능하기 때문에 유리나 플라스틱과 같은 다양한 기판에서도 박막 증착이 가능하다. 하지만 기존의 furnace를 이용한 열처리 방식은 낮은 온도에서 우수한 전기적인 특성을 내기 어려우며, 공정 시간이 길어지는 단점들이 있다. 따라서 본 연구에서는 산화물 반도체중 In-Ga-Zn-O (IGZO)와 In-Sn-O(ITO)를 각각 채널 층과 게이트 전극으로 이용하였다. 또한 마이크로웨이브 열처리 기술을 이용하여 기존의 열처리 방식에 비해 에너지 전달 효율이 높고 짧은 시간동안 저온 공정이 가능하며 우수한 전기적인 특성을 가지는 투명 박막 트랜지스터를 구현 하였다. 본 실험은 glass 기판위에서 진행되었으며, RF sputter를 이용하여 ITO를 150 nm 증착한 후, photo-lithography 공정을 통하여 하부 게이트 전극을 형성하였다. 이후에 RF sputter를 이용하여 SiO2 와 IGZO 를 각각 300, 50 nm 증착하였고, patterning 과정을 통하여 채널 영역을 형성하였다. 또한 소자의 전기적인 특성 향상을 위해 마이크로웨이브 열처리를 1000 Watt로 2 분간 진행 하였고, 비교를 위하여 기존 방식인 furnace 를 이용하여 N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 진행한 소자도 병행하였다. 그 결과 마이크로웨이브를 통해 열처리한 소자는 공정 온도가 $100^{\circ}C$ 이하로 낮기 때문에 glass 기판에 영향을 주지 않고 기존 furnace 열처리 한 소자보다 전체적으로 전기적인 특성이 우수한 것을 확인 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

Transparent electronics has attracted many interests, for it can open new applications for consumer electronics, transportation, business, and military. Among them, display backplane, thin film transistor (TFT) array would be the most attractive application. Many researchers have been investigating oxide semiconductors for transparent channel material of TFT since the report for transparent amorphous oxide semiconductor (TAOS) TFT by Hosono group and ZnO TFT by Wager group. Especially, oxide TFTs have been intensively investigated during a couple of years since the first demonstration of ZnO-TFT driving AM-OLED. Many papers regarding the fabrication and performance of oxide TFTs, and active matrix display driven by oxide TFTs have been reported. Now lots of people have confidence in the competitiveness of oxide TFTs for the backplane of AM-Display. Especially, high mobility, uniformity, fairly good stability, and low cost process make oxide TFTs applied even to a large size AM-OLED. Last year, Samsung mobile display, former SID, reported 12" AM-OLED driven by IZGO-TFT and it seems that the remained issue for the mass production is the bias temperature stability. Here, we will introduce the application of oxide TFT and important issue for oxide TFT to be used for the direct printing.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.805-810
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• 2012

Transparent conducting oxides (TCOs) have wide range of application areas in transparent electrode for display devices, Transparent coating for solar energy heat mirrors, and electromagnetic wave shield. $SnO_2$ is intrinsically an n-type semiconductor due to oxygen deficiencies and has a high energy-band gap more than 3.5 eV. It is known as a transparent conducting oxide because of its low resistivity of $10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ and high transmittance over 90% in visible region. In this study, co-doping effects of Al and Y on the properties of $SnO_2$ were investigated. The addition of Y in $SnO_2$ was tried to create oxygen vacancies that increase the diffusivity of oxygen ions for the densification of $SnO_2$. The addition of Al was expected to increase the electron concentration. Once, we observed solubility limit of $SnO_2$ single-doped with Al and Y. $\{(x/2)Al_2O_3+(x/2)Y_2O_3\}-SnO_2$ was used for the source of Al and Y to prevent the evaporation of $Al_2O_3$ and for the charge compensation. And we observed the valence changes of aluminium oxide because generally reported of valence changes of aluminium oxide in Tin - Aluminium binary system. The electrical properties, solubility limit, densification and microstructure of $SnO_2$ co-doped with Al and Y will be discussed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.878-881
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• 2013

In this study, we have fabricated the dye sensitized solar cell (DSSC) composed by a transparent conductive oxide (TCO), a nanocrystalline semiconductor film usually $TiO_2$, a sensitizer adsorbed on the surface of the semiconductor, an electrolyte containing a redox mediator and a counter electrode. The $TiO_2$ nanopowder was prepared by sol-gel methode. The HCl (hydrochloric acid) and TBAOH (Tetrabutyl amonium hydroxide) was added for improving the catalyst and distributed properties of $TiO_2$ nanopowder. Ammonium hydroixde was added in order to control the morphology and size of $TiO_2$ nano crystal. A $TiO_2$ paste for working electrode was prepared with the addition of HPC (hydroxypropyl cellulos) used as a binder of which volume was controled as 1.3, 1.5, 1.7, and 2.0%. The measured I-V curves of assembled DSSC showed that the cell with 1.7% HPC binder had the best efficiency of 6.79%.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.984-989
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• 2012

We have investigated the structural, electrical and optical properties of Ga-doped ZnO (GZO) thin films prepared by RF magnetron sputtering with laboratory-made ZnO targets containing 1, 3, 5, 7 wt% of $Ga_2O_3$ powder as a doping source. The GZO thin films show the typical crystallographic orientation with c-axis regardless of $Ga_2O_3$ content in the targets. The $3,000{\AA}$ thick GZO thin films with the lowest resistivity of $7{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ are obtained by using the GZO ($Ga_2O_3$= 5 wt%) target. Optical transmittance of all films shows higher than 80% at the visible region. The optical energy band gap for GZO films increases as the carrier concentration ($n_e$) in the film increases.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.207.1-207.1
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• 2015

차세대 디스플레이 소자로서 TAOS TFT (transparent amorphous oxide semiconductor Thin Film Transistor)가 주목 받고 있다. 또한, 최근에는 값 비싼 전자 제품을 저렴하고 간단히 처분 할 수 있는 시스템으로 대신 하는 연구가 진행되고 있다. 그중, cellulose-fiber에 전기적 시스템을 포함시키는 e-paper에 대한 관심이 활발하다. cellulose fiber는 가볍고 깨지지 않으며 휘는 성질을 가지고 있다. 가격도 저렴하고 가공이 용이하여 차세대 기판의 재료로서 주목받고 있다. 하지만, cellulose-fiber 위에는 고온의 열처리공정과 고품질 박막 성장이 어려워서 TFT 제작에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 산화물 반도체를 이용하여 TFT를 제작한 사례가 보고되고 있다. 또한, 채널 물질 뿐만 아니라 cellulose fiber에도 다른 물질을 첨가하거나 증착하여 전기적 화학적 특성을 개선시킨 사례도 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 가장 저품질의 용지로 알려진 신문지와 A4용지를 gate dielectric을 이용하여서 a-IGZO TFT를 제작하였다. 하지만, cellulose fiber로 만들어진 TFT의 경우에는 고온의 열처리가 불가능 하다. 따라서 저온에서 높을 효율은 보이는 microwave energy를 이용하여 열처리를 진행하였다. 추가적으로 저품질의 종이의 특성을 개선시키기 위해서 high-k metal-oxide solution precursor를 첨가 하여 TFT의 특성을 개선시켰다. 결과적으로 cellulose fiber에 metal-oxide solution precursor을 첨가하는 공정과 micro wave를 조사하는 방법을 사용하여 100도 이하에서 cellulose fiber를 저렴하고 우수한 성능의 TFT를 제작에 성공하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.120-120
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• 2003

The metallic oxide nanomaterials including ZnO, Ga$_2$O$_3$, TiO$_2$, and SnO$_2$ have been synthesized by a number of methods including laser ablation, arc discharge, thermal annealing procedure, catalytic growth processes, and vapor transport. We have been interested in preparing the nanomaterials of Ga$_2$O$_3$, which is a wide band gap semiconductor (E$_{g}$ =4.9 eV) and used as insulating oxide layer for all gallium-based semiconductor. Ga$_2$O$_3$ is stable at high temperature and a transparent oxide, which has potential application in optoelectronic devices. The Ga$_2$O$_3$ nanoparticles and nanobelts were produced using GaN single crystals, which were grown by flux method inside SUS$^{TM}$ cell using a Na flux and exhibit plate-like morphologies with 4 ~ 5 mm in size. In these experiments, the conventional electric furnace was used. GaN single crystals were pulverized in form of powder for the growth of Ga$_2$O$_3$ nanomaterials. The structure, morphology and composition of the products were studied mainly by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM).).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1277_1278
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• 2009

Amorphous oxide semiconductor $InGaZnO_4$(IGZO) is a very promising candidate of channel layer in transparent thin film trasisitor(TTFT) because of its high mobility and high transparency in visible light region. Amorphous IGZO films were deposited at room temperature on a fused silica substrate using pulsed laser deposition method. In-situ post annealing was carried out at 150-450C right after film deposition. The $O_2$ partial pressures during the deposition and the post annealing was fixed to 10mTorr. The electron transport properties of the amorphous IGZO films were improved by thermal annealing. The temperature range in which the improvement of the electrical properties, was 150C~300C.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.13-17
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• 2014

The direct-patternable $SnO_2$ thin film was successfully fabricated by photochemical metal-organic deposition. The composition and chemical bonding state of $SnO_2$ thin film were analyzed by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) from the surface to the interface with Si substrate. XPS depth profiling analysis allowed the determination of the atomic composition in $SnO_2$ film as a function of depth through the evolution of four elements of C 1s, Si 2p, Sn 3d, and O 1s core level peaks. At the top surface, nearly stoichiometric $SnO_2$ composition (O/Sn ratio is 1.92.) was observed due to surface oxidation but deficiency of oxygen was increased to the interface of patterned $SnO_2/Si$ substrate where the O/Sn ratio was about 1.73~1.75 at the films. This O deficient state of the film may act as an n-type semiconductor and allow $SnO_2$ to be applied as a transparent electrode in optoelectronic applications.