• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.40-40
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• 2010

Structural, electrical, and optical properties of atomic layer-controlled AI-doped ZnO (ZnO:Al) films grown on glass by atomic layer deposition (ALD) were characterized with various $Al_2O_3$ film contents for use as transparent electrodes. Unlike films made using sputtering methods, the diffraction peak position of the films grown by ALD based on alternate self-limiting surface chemical reactions moved progressively to a wider angle (red shift) with increasing $Al_2O_3$ film content, which seems to be evidence of Zn substitution in the film by layer-by-layer growth. By adjusting the $Al_2O_3$ film content, the electrical resistivity of ZnO:Al film with the $Al_2O_3$ film content of 2.96% reached the lowest electrical resistivity of $9.80{\times}10^{-4}\Omega{\cdot}cm$, in which the carrier mobility, carrier concentration, and optical transmittance were $11.20\;cm^2V^{-1}s^{-1}$, $5.69{\times}10^{20}\;cm^{-3}$, and 94.23%, respectively. Moreover, the estimated figure of merit value for the transparent conductive oxide applications from our best sample was $7.7\;m{\Omega}^{-1}$.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.6-13
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• 2006

각 종 전자 디바이스의 투명전도막으로 많이 사용되는 ITO 및 ZnO:Al 박막을 스퍼터링법에 의해 제작하였다. 가스압력 및 기판온도 등의 최적조건하에서 제작된 ITO 및 ZnO:Al 박막은 각각 $1.67{\times}10^{-3}[{\Omega}-cm]$ 및 $2.2{\times}10^{-3}[{\Omega}-cm]$의 비저항율과 89.61[%] 및 90.88[%]의 가시광 영역에서의 광투과율을 나타내었다. ZnO:Al과 ITO 투명전극을 이용하여 5인치의 PDP 셀을 동일한 제조조건하에서 제작하였다. ZnO:Al의 경우 Ne(base)-Xe(8%)의 가스 혼합비, 그리고 400[Torr]의 압력조건에서 가장 잘 동작되었으며, $200{\sim}300$[V]의 인가전압 범위에서 $836[cd/m^2]$의 평균휘도를 나타내었다. 고휘도 및 저 소비전력특성을 위한 중요한 파라메타인 광효율은 전원 주파수가 $10{\sim}50[Khz]$의 범위에서 $1.2{\sim}1.6[lm/W]$정도를 나타내었으며, ITO의 경우 휘도 및 광 발생 효율은 약 10[%]정도 상승하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.587-591
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• 1998

마이크로 웨이브를 보조 여기원으로 사용한 직류 magnetron 스퍼터링법으로 Aluminum이 2wt% 포함되어 있는 Zn:Al 합금타겟을 사용하여 AZO(Aluminum doped zinc oxide) 투명 전도막을 제막하였고 그 영향을 조사하였다. 타겟인가 전압이 420V에서 증착된 막의 투과율, 비저항 그리고 증착속도는 각각 50~70%, $5.5{\times}10^{-3}{\Omega}$cm 그리고 6,000$\AA\textrm{mm}^2$/J 이었다. 이 막을 40$0^{\circ}C$에서 30분간의 열처리하면 광투과율은 80% 이상으로 열처리전에 비해 향상되었으며 전도도는 2배 이상 향상되어 비저항값이 $2.0{\times}10^{-3}{\Omega}$cm인 막을 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1482-1484
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• 2002

Transparent conductive oxides (TCO) are necessary as front electrode for most thin film solar cell. In our paper, transparent conducting aluminum-doped Zinc oxide films (ZnO:Al) were prepared by rf magnetron sputtering on glass (Corning 1737) substrate as a variation of the deposition condition. After deposition, the smooth ZnO:Al films were etched in diluted HCI (0.5%) to examine the electrical and surface morphology properties as a variation of the time. The most important deposition condition of surface-textured ZnO films by chemical etching is the processing pressure and the substrate temperature. In low pressures (0.9mTorr) and high substrate temperatures $({\leq}300^{\circ}C)$, the surface morphology of films exhibits a more dense and compact film structure with effective light-trapping to apply the silicon thin film solar cells.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.115-120
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• 2009

PLD 법으로 3 wt.% Al이 도핑된 ZnO 타겟을 이용하여 corning 1737 기판위에 200 mTorr의 고정된 산소 분압에서 기판온도 ($100\;{\sim}\;250^{\circ}C$)에 따른 AZO 박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 모든 박막들은 c 축 배향되었으며, 오직 (002) 회절 피크만 관찰되었다. $250^{\circ}C$에서 제작한 AZO 박막에서 가장 우수한 (002) 배향성을 보였으며, 이때의 반가폭 값은 $0.44^{\circ}$ 였다. 모든 박막이 가시광 영역에서 85 % 이상의 투과율을 보였으며, Burstein-Moss 효과가 관찰되었다. 전기적 특성은 $250^{\circ}C$에서 제작한 박막에서 가장 우수한 캐리어 농도 ($3.48{\times}10^{20}cm^{-3}$)와 비저항 ($1.65{\times}10^{-2}{\Omega}cm$) 값을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.315-315
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• 2016

The hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin film solar cells using n/Al or n/Ag/Al back reflector have low short circuit current (Jsc) due to high absorption coefficients of Al or work function difference between n-layer and the metal. In this article, we utilized aluminum doped zinc oxide (AZO) to raise the internal reflectance for the improvement of short current density (Jsc) in a-Si:H thin film solar cells. It was found that there was a slight increase in the reflectance in the long wavelength range at the process temperature of 125oC due to improved crystalline quality of the AZO back reflector. The optical band gap (Eg) and work function were affected by the temperature and so did the internal reflectance. The increased internal reflectance within the solar cell resulted in Jsc of 14.94 mA/cm2 and the efficiency of 8.84%. Jsc for the cell without back reflector was 12.29 mA/cm2.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권4호
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• pp.1205-1211
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• 2013

The structural and optical properties of the ZnO, Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, and In-doped ZnO nanorods were investigated using field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, photoluminescence (PL) and ultraviolet-visible spectroscopy. All the nanorods grew with good alignment on the ZnO seed layers and the ZnO nanorod dimensions could be controlled by the addition of the various dopants. For instance, the diameter of the nanorods decreased with increasing atomic number of the dopants. The ratio between the near-band-edge emission (NBE) and the deep-level emission (DLE) intensities ($I_{NBE}/I_{DLE}$) obtained by PL gradually decreased because the DLE intensity from the nanorods gradually increased with increase in the atomic number of the dopants. We found that the dopants affected the structural and optical properties of the ZnO nanorods including their dimensions, lattice constants, residual stresses, bond lengths, PL properties, transmittance values, optical band gaps, and Urbach energies.

• 한국재료학회지
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• 제31권3호
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• pp.150-155
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• 2021

Zinc oxide (ZnO) based transparent conducting oxides (TCO) thin films, are used in many applications such as solar cells, flat panel displays, and LEDs due to their wide bandgap nature and excellent electrical properties. In the present work, fluorine and aluminium-doped ZnO targets are prepared and thin films are deposited on soda-lime glass substrate using a RF magnetron sputtering unit. The aluminium concentration is fixed at 2 wt%, and the fluorine concentration is adjusted between 0 to 2.0 wt% with five different concentrations, namely, Al2ZnO98(AZO), F0.5AZO97.5(FAZO1), F1AZO97(FAZO2), F1.5AZO96.5(FAZO3), and F2AZO96(FAZO4). Thin films are deposited with an RF power of 40 W and working pressure of 5 m Torr at 270 ℃. The morphological analysis performed for the thin film reveals that surface roughness decreases in FAZO1 and FAZO2 samples when doped with a small amount of fluorine. Further, optical and electrical properties measured for FAZO1 sample show average optical transmissions of over 89 % in the visible region and 82.5 % in the infrared region, followed by low resistivity and sheet resistance of 3.59 × 10-4 Ωcm and 5.52 Ω/sq, respectively. In future, these thin films with excellent optoelectronic properties can be used for thin-film solar cell and other optoelectronics applications.