• 한국세라믹학회지
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• 제41권6호
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• pp.476-480
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• 2004

펄스 do 마그네트론 스퍼터링법에 의해 유리 기판 위에 AZO(Al-doped ZnO) 박막을 제조하여 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 위해 l.0 at% Al이 도핑 된 ZnO세라믹 타켓을 사용하였다. XRD 분석을 통하여 30KHz의 펄스 주파수가 인가되었을 때 c축 배향성이 가장 우수하게 나타났고, 표면 형상 분석을 통하여 매우 치밀한 박막이 성장되었음을 알 수 있었다. 증착율은 펄스 주파수가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였고, 30KHz의 펼스 주파수가 인가되었을 때 비저항은 8.67${\times}$$10^{-4}$ $\Omega$-cm의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, UV-vis. 투과율 측정결과, 평균 85% 이상의 높은 투과도를 나타내었다. 이러한 낮은 비저항 및 높은 광 투과도로 볼 때 AZO 박막은 투명 전도성 산화물 박막으로의 응용 가능성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.42.1-42.1
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• 2011

박막형 디스플레이구서에 있어서 투명전극은 필수적이다. 투명전극은 정보를 표시하기 위해 빛을 외부로 방출시키거나 태양광 등을 소자 내부로 입사시켜야 한다. 또한 전극을 형성하는 박막은 높은 광투과율과 ${\sim}10-4{\Omega}cm$ 정도의 낮은 전기비저항을 가져야 한다. 가장 널리 사용되는 투명전극으로 ITO (Indium Tin Oxide)는 인듐의 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가 및 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소플라즈마 분위기에서 장시간 노출시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제로 지적된다. 이러한 문제 해결의 대안으로 ZnO 산화물 반도체가 있는데 ITO 박막에 비해 비저항이 높기 때문에 도핑을 이용한 비저항을 ${\sim}10-4{\Omega}cm$ 정도로 낮추어야 한다. 투명전도막으로는 ITO, FTO 등과 더블어 체적 저항율은 다소 높으나 환원성 분위기에 대한 내성, 가시광 영역에서의 높은 광투과율과 저렴한 가격 등의 장점 등으로 AZO 박막이 주목 받고 있다. ZnO는 ITO 나 FTO에 비해서 700 kJ/mol의 큰 분해에너지를 가지므로 코팅 때 발생하는 전도도 및 투과율이 나빠지는 현상이 발생하지 않는 특징이 있으며, 위의 두 재료에 비해 밴드갭도 가장 낮아서 자외선 투과율이 낮다. 그러나 내습성이 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 내습성향상과 전도성 향상을 위해서 3족 원소인 B, In, Al, Ga 등을 도핑한 ZnO 투명전도막의 연구가 진행되고 있다. 이러한 원소들 중에서 Al로 도핑했을 때 가장 낮은 비저항을 얻을 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 SiOC 박막위에 AZO 박막을 제조하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 박막을 성장시켰으며, 박막의 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. AZO 박막은 rf power가 5~200 W인 RF 마그네트론 스퍼터 방법에 의해서 제작되었다. SiOC 박막은 산소와 DMDMOS 전구체의 유량비를 다르게 하여 플라즈마 발생 화학적 기상 증착방법으로 증착되었다. 증착된 SiOC박막은 UV visible spectroscopy에 의해서 분석하였다. 투명전극의 비저항은 rf 전력이 작을 수록 낮았으며, SiOC 절연막 위에 AZO를 증착시킨 후 반사률은 반대로 바뀌는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.589-593
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• 2005

The electronic states of ZnO doped with Al, Ga and In, which belong to III family elements in periodic table, were calculated using the density functional theory. In this study, the calculation was performed by two Programs; the discrete variational Xa (DV-Xa) method, which is a sort of molecular orbital full potential method; Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP), which is a sort of pseudo potential method. The fundamental mixed orbital structure in each energy level near the Fermi level was investigated with simple model using DV-Xa. The optimized crystal structures calculated by VASP were compared to the measured structures. The density of state and the energy levels of dopant elements were shown and discussed in association with properties.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.120-121
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• 2006

To investigate the ZnO thin films which are interested in the next generation of short wavelength LEDs and Lasers, the ZnO thin films were deposited by RF magnetron sputtering system. Al sputtering process of ZnO thin films substrate temperature, work pressure respectively is $100^{\circ}C$ and 15 mTorr, and the purity of target is ZnO 5N. The ZnO thin films were in-situ annealed at $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ in $O_2$ atmosphere. Phosphorus (P) and arsenic (As) were diffused into ZnO thin films sputtered by RF magnetron sputtering system in ampoule tube which was below $5{\times}10^{-7}$ Torr. The dopant sources of phosphorus and arsenic were $Zn_3P_2$ and $ZnAS_2$. Those diffusion was perform at $650^{\circ}C$ during 3hr. We confirmed that p-type properties of ZnO thin films were concerned with dopant sources rather than diffusion temperature.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.122-126
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• 2012

$Al_2O_3$ 2 wt%가 도핑 된 ZnO(AZO) 타겟으로RF 스퍼터링 장비를 사용하여 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율에 따른 AZO 박막을 증착 후, 이들 박막의 특성을 조사하였다. AZO 박막은 $200^{\circ}C$, $2{\times}10^{-2}$ 공정조건에서 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율을 변화시키면서 증착하였다. AZO박막증착 중 수소가스의 첨가는 박막의 특성에 영향을 미쳤다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 2.5 %일 때 비 저항(${\sim}9.21{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$)과 전자 이동도(${\sim}17.8\;cm^2/Vs$)는 각각 최소값과 최대값을 나타내었다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 2.5 % 이상일 때는 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 증가할수록 비저항은 점차로 증가하였고 전자 이동도는 점차적으로 감소하였다. 전자 운반자 농도는 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 증가함에 따라 0 %에서 7.5 %까지 점차로 증가하였다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율에 따라 증착된 박막의 가시광선 파장 범위에서 평균 광 투과도는 90 % 이상이었고 성장방향은 [002]이었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권4호
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• pp.249-256
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• 2008

0.5 wt% Al doped ZnO thin films (AZO) were prepared on glass substrates using RF magnetron sputtering method. Thin films were grown at substrate temperature of $250^{\circ}C$, RF power of 75W, working pressure of 10 mTorr, by changing the $O_2/Ar$ pressure ratio from 0% to 16.7%. The effects of oxygen partial pressure during the deposition process on structural and optical properties of the films were investigated using XRD, SEM, AFM, EPMA and UV-visible spectroscopy. All the AZO thin films were grown as hexagonal wurtzite phase with the c-axis preferred out-of-plane orientation. The surface roughness and grain size of AZO films decreased with increasing oxygen ratio from 10.6 nm to 3.2 nm and 94.9 nm to 30.9 nm, respectively. On the other hand, the transmittance and band gap energy of the AZO films increased from 84.7% to 92.6% and 3.24 eV to 3.28 eV, respectively with increasing the $O_2/Ar$ pressure ratio.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.94.1-94.1
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• 2010

RF 마크네트론 스퍼트를 이용하여 유리 기판 위에 태양전지 투명전극용 Al 도핑된 ZnO(AZO)를 증착하였다. Si 박막 태양전지용 투명전극으로 사용될 AZO의 광학 및 구조적 특성을 향상시키기 위해서 증착온도 및 Ar 가스의 유량비를 조절하여 증착하였다. 상온에서 500도 범위 내에서 증착하였고, 10에서 40 sccm의 범위 내에서 Ar의 유량을 변화시켰다. 증착된 AZO의 광학적 특성은 UV-spectrometer를 이용하여 측정하였고, 구조적 특성은 XRD를 이용하여 측정하였다. 가스의 유량비에 따라 광학 및 구조적 특성의 의존성을 나타내고, 가스 유량비를 조절하여 태양전지용 투명전극의 광학 및 구조적 특성의 최적화를 이룰 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.108.2-108.2
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• 2012

디스플레이는 유리 기판이나 폴리머 기판에 진공장비를 통한 투명전극(TCO)를 증착시키고, 그 위에 발광체와 유전체를 쌓는 방식으로 공정을 진행한다. 특히 투명전극(TCO)의 경우 진공장비를 이용하여 증착을 진행하는데, 이러한 생산 공정은 고가의 생산 장비 및 재료와 공정의 복잡화에 따른 생산단가 상승등으로 인한 경쟁력 저하 문제가 야기되고 있다. 본 연구에서는 투명전극(TCO)의 주재료인 인듐 주석 산화물(ITO)를 배제하고, 아연 산화물(ZnO)에 알루미늄을 도핑한 투명전극을 습식방식으로 형성하는 기술에 관한 것이다. Sol-gel법을 이용한 용액 제조와 ZnO에 Al을 도핑하여, 후 열처리하여 유리 기판에 $1{\mu}m$두께를 갖는 투명전극 기판을 제작하였다. 각 공정에 있어서 조성변화가 투명전극 층에 미치는 영향에 대해서 조사 하였다. 이와 같은 제조 공정에는 Sol-gel 용액 제조, 박막형성에 이은 후처리로 이루어지는 단순공정이 적용되어, 기존 투명전도 산화막 공정에 대비하여 단순 공정으로 이뤄지며, 진공 설비를 배제함으로써 기존공정 대비 경쟁력을 갖게 된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.27-27
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• 2008

The different concentration Indium doped ZnO:Al films were grown on glass substrates (Corning 1737) at $200^{\circ}C$ by pulsed laser deposition. The indium doping in AZO films shows the critical effect on the crystallinity, resistivity, and optical properties of the films. The AZO films doped with 0.3 atom % indium content exhibit the highest crystallinity, the lowest resistivity of $4.5\times10^{-4}\Omega$-cm, and the maximum transmittance of 93%. The resistivity of the indium doped-AZO films is strongly related with the crystallinity of the films. The carrier concentration in the indium doped-AZO films linearly increases with increasing indium concentration. The mobility of the AZO films with increasing indium concentration was reduced with an increase in carrier concentration and the decrease in mobility was attributed to the ionized impurity scattering mechanism. In an optical transmittance, the shift of the optical absorption edge to shorter wavelength strongly depends on the electronic carrier concentration in the films.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권6호
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• pp.303-307
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• 2007

Transparent In-doped zinc oxide (IZO) thin films are deposited with variation of pulsed DC power at Ar atmosphere on coming 7059 glass substrate by pulsed DC magnetron sputtering. A c-axis oriented IZO thin films were grown in perpendicular to the substrate. The optical transmittance spectra showed high transmittance of over 80% in the UV-visible region and exhibited the absorption edge of about 350 nm. Also, the IZO films exhibited the resistivity of ${\sim}10^{-3}{\Omega}\;cm$ and the mobility of ${\sim}6cm/V\;s$. Organic Light-emitting diodes (OLEDs) with IZO/N,N'-diphenyl-N, N'-bis(3-methylphenl)-1, 1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD)/tris (8-hydroxyquinoline) aluminum ($Alq_3$)/LiF/Al configuration were fabricated. LiF layer inserted is used as an interfacial layer to increase the electron injection. Under a current density of $100\;mA/cm^2$, the OLEDs show an excellent efficiency (9.4 V turn-on voltage) and a good brightness ($12000\;cd/m^2$) of the emission light from the devices. These results indicate that IZO films hold promise for anode electrodes in the OLEDs application.