• 전기학회논문지
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• 제61권4호
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• pp.590-594
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• 2012

ZnO nanowires were fabricated by hydrothermal synthesis technique for field emission device application. Al-doped zinc oxide (AZO) thin films were prepared as seed layer of catalyst for the ZnO nanowire synthesis, for which conductivity of the seed layer was tried to be improved for enhancing the field emission property of the ZnO nanowire. The AZO seed layer revealed specific resistivity of $ 7.466{\times}10^{-4}[{\Omega}{\cdot}cm]$ and carrier mobility of 18.6[$cm^2$/Vs]. Additionally, upper tip of the prepared ZnO nanowires was treated by hydrochloric acid (HCl) to form a nanocone shape of ZnO nanowire, which was aimed for enhanced focusing of electric field on that and resultingly to improve field emission property of the ZnO nanowires. The ZnO nanowire with nanocone shape revealed decreased threshold electric field and increased current density than those of the simple ZnO nanowires.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.188-193
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• 1997

ZnO thin film had been deposited on the glass 7r sputtering method, and investigated by electrical and structural properties. When the rf power was 188W and sputtering pressure was 1$\times$10$^{-3}$ Torr at room temperature, Al-doped ZnO thin film had the lowest resistivity(1$\times$10$^{-4}$ $\Omega$.cm), and then carrier concentration and Hall mobility were 6.27$\times$10$^{20}$ cm$^{-3}$ and 22.04$\textrm{cm}^2$/V.s, respectively. And undoped ZnO thin film had about 10$^{14}$ $\Omega$.cm resistivity when oxygen content was 10% or more at room temperature. The surface morphology of ZnO thin film observed by SEM was overall uniform when oxygen content was 50% below and sputtering pressure was 1.0$\times$10$^{-1}$ Torr.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.601-606
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• 1998

ZnO thin film had been deposited on the glass by sputtering method, and the electrical and structural properties were investigated. When the rf power was 180W and sputtering was 10 m Torr at room temperature, Al-doped ZnO thin film had the lowest resistivity(1$\times10^{-4}\Omega\cdot{cm}$) and then carrier concentration and Hall mobility were $6.27\times10^{20} cm^{-3} and 22.04 cm^2/V\cdot$s, respectively. The undoped ZnO thin film had about 10$\times10^{14}\Omega\cdot cm$ resistivity when oxygen content was 10% or more at room temperature. When the oxygen content was 50% and below and sputtering pressure was 1.0$\times$1.0 \ulcorner Torr, the surface morphology of thin film observed by SEM was overall uniform.

• 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.

• 전기학회논문지
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• 제58권10호
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• pp.1976-1981
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• 2009

Transparent conducting aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films were deposited on Coming glass substrate using an Gun-type rf magnetron sputtering deposition technology. The AZO thin films were fabricated with an AZO ceramic target (Zn: 98wt.%, $Al_2O_3$: 2wt.%). The AZO thin films were deposited with various growth conditions such as the substrate temperature, oxygen pressure. X -ray diffraction (XRD), UV/visible spectroscope, atomic force microscope (AFM), and Hall effect measurement system were done in order to investigate the properties of the AZO thin films Among the AZO thin films prepared in this study, the one formed at conditions of the substrate temperature $100^{\circ}C$, Ar 50 sccm, $O_2$ 5 sccm and working pressure 5 motor showed the best properties of an electrical resistivity of $1.763{\times}10^{-4}\;[{\Omega}{\cdot}cm]$, a carrier concentration of $1.801{\times}10^{21}\;[cm^{-3}]$, and a carrier mobility of $19.66\;[cm^2/V{\cdot}S]$, which indicates that it could be used as a transparent electrode for thin film transistor and flat panel display applications.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.357-362
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• 2007

AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide) films are attractive materials as transparent conductive electrode because they are inexpensive, nontoxic and abundant element compared with ITO(Indium Tin Oxide). AZO films have been deposited on glass (corning 1737) substrates by RF magnetron sputtering. The AZO film was post-annealed at $600^{\circ}C$ for 2 hr with $N_2$ atmosphere. The AZO films were used as an anode contact to fabricate OLEDs(Organic Light Emitting Diodes). OLEDs with $AZO/TPD/Alq_3/Al$ configuration were fabricated by thermal evaporation. We investigated that the electric, structural and optical properties of AZO thin films, which measured using the methods of XRD, SEM, Hall measurement and Spectrophotometer. The current density-voltage and luminescence-voltage properties of devices were studied and compared with ITO devices fabricated under the same conditions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.177-177
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• 2010

고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작을 위해서는 광파장대에서 optical confinement 능력을 최대화할 수 있는 기술이 필수적이다. 효율적인 photon trapping을 위해서는 back reflector를 사용하거나 전면전극인 투명전도성막의 표면에 요철을 형성하여 포획된 태양광의 내부 반사를 증가시키거나 전면 투명전극에서 반사를 감소시켜 태양광의 travel length를 증가시키는 방법이 일반적이며, 이를 통해 흡수층의 효율을 최대화할 수 있다. 이 중 전면전극으로 사용되는 투명전도성막은 불소가 도핑된 tin-oxide가 주로 사용되었으나, 최근 들어 Al이 도핑된 산화아연막을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 투명전극 증착후 표면의 유효면적을 증가시키기 위해 염산 용액을 이용하여 표면 텍스쳐링을 수행한다. 그후 흡수층인 p-i-n 층을 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것이 일반적이다. 이때 표면처리 된 투명전극은 수소플라즈마에 대해 특성이 변하지 않아야 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 표면처리 된 AZO 투명전극의 수소플라즈마에 의한 특성 변화에 대해 고찰하였다. 먼저 AZO 투명전극은 스퍼터링 공정을 적용하여 $1\;{\mu}m$두께로 증착하였고, 0.5 wt%의 HCl 용액을 이용하여 습식 식각을 수행하였다. 수소플라즈마 처리 조건은 $H_2$ flow rate 30 sccm, working pressure 20 mtorr, RF power 300 W, Temp $60^{\circ}C$ 이며 3분간 진행하였다. 표면형상은 수소플라즈마 전 후에는 큰 차이를 보이지 않았으며 AZO의 grain size는 각각 220 nm, 210 nm로 관찰되었다. 투명전극의 가장 중요한 특성인 가시광선 영역에서의 투과도는 수소플라즈마 처리전에는 90 % 이상의 투과도를 보였으나, 수소플라즈마 처리 후에는 85 %로 약간 저하된 특성을 보였다. 그러나 이는 박막 태양전지용 전면전극으로 사용하기 위한 투과도인 80 % 이상을 만족하는 결과로, 비정질 박막 실리콘 태양전지 제작에 사용될 수 있다. 또 하나의 중요한 특성인 Haze factor 역시 수소플라즈마 처리 전 후 모두 10 이상의 값을 나타냈다. 하지만 고효율 실리콘 박막 태양전지에 적용하기 위해서는 Haze factor를 증가시키는 공정 개발에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1425_1426
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• 2009

In this study, commercially available polyethylene terephthalate(PET), which is widely used as a substrate of flexible electronic devices, was modified by dielectric barrier discharge(DBD) method in an air condition at atmospheric pressure, and aluminium - doped zinc oxide (ZnO:Al) transparent conducting film was deposited on PET substrate by r. f. magnetron sputtering method. Surface analysis and characterization of the plasma-treated PET substrate was carried out using contact angle measurements, X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) and Atomic Force Microscopy (AFM). Especially the effect of surface state of PET substrate on some important properties of ZnO:Al transparent conducting film such as electrical and morphological properties and deposition rate of the film, was studied experimentally. The results showed that the contact angle of water on PET film was reduced significantly from $62^{\circ}$ to $43^{\circ}$ by DBD surface treatment at 20 min. of treatment time. The plasma treatment also improved the deposition rate and electrical properties. The deposition rate was increased almost linearly with surface treatment time. The lowest electrical resistivity as low as $4.97{\times}10^{-3}[\Omega-cm]$ and the highest deposition rate of 234[${\AA}m$/min] were obtained in ZnO:Al film with surface treatment time of 5min. and 20min., respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.337-337
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• 2014

투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide: TCO) 박막은 높은 투과율과 낮은 비저항 덕분에 LCD (liquid crystal display), PDP (plasma display panel), OLED (organic light emitting display) 등 평판 디스플레이에 널리 사용되고 있다. 현재 양산되고 있는 ITO (indium tin oxide)는 90% 이상의 높은 투과율과 우수한 전도성으로 인해 TCO 박막 가운데서 디스플레이 산업에서 가장 널리 쓰이고 있다. 그런데, ITO의 인듐산화물에 의한 간질성 폐렴(interstitial pneumonia)의 유발 위험이 있다든가, 인듐의 매장량이 적어 원자재 가격이 비싼 단점도 가지고 있다. 이에 최근 ITO를 대체할 수 있는 TCO물질로 많은 연구가 이루어지고 있는데, 특히 AZO (aluminum-doped zinc oxide)는 그 중 대표적인 대체물질로서 독성이 없고 가격도 저렴하여 많은 관심이 증폭되고 있다. 현재 AZO는 sol-gel 방법이나 CVD (chemical vapor deposition) 또는 스퍼터링 방법 등으로 증착되고 있다. 본 연구에서는 두 개의 이종타겟(hetero target)을 장착한 대향 타겟 스퍼터링(facing target sputtering: FTS) 장치를 사용하여 AZO 박막을 제작한다. 기존의 여러 증착법과 달리, FTS 장치는 두 타겟 사이에 형성되는 플라즈마 내의 ${\gamma}$-전자를 구속하게 되며, 낮은 가스 압력에서 고밀도 플라즈마가 생성되어 빠른 증착 속도와 안정적인 방전을 유지한 상태에서 박막을 증착할 수가 있다. 또한 기판과 플라즈마가 이격되어 있어 높은 에너지를 갖는 입자들의 기판 충돌을 억제할 수 있는 장점들을 갖는다. 이종 타겟인 ZnO와 Al2O3를 사용하고 각 타겟에 인가되는 파워 변화를 통해 AZO 박막 내 Al2O3의 성분비를 조절하였다. ZnO 타겟의 증착 파워를 100 W로 고정할 경우, Al2O3 타겟의 증착 파워가 (50~90) W으로 실험을 하였으며, Al2O3 타겟의 증착 파워가 70 W일 때 AZO 박막의 Al2O3 성분비는 2.02 wt.%이며 박막의 비저항 값은 $5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 최소값을 보였다. 이러한 비저항의 변화는 파워에 따른 AZO 박막의 캐리어 이동도(Hall mobility)와 캐리어의 농도(Carrier Concentration)의 변화와 밀접한 관계가 있음을 보여주며, 특히 AZO 박막의 캐리어 농도와 캐리어 이동도는 AZO 박막을 형성하고 있는 결정립의 크기에 의존하는 것이 X-선 회절 패턴과 SEM으로부터 확인되었다. 특히, 본 연구에서는 두 개의 이종 타겟(hetero target) Al2O3와 ZnO를 장착하고 각각의 파워를 변화시켜 도핑 량을 조절할 수는 대향 타겟 스퍼터링(FTS: facing-target sputtering) 방법을 이용하여 제작된 AZO 박막에 대해 전기적, 광학적 및 구조적 특성을 분석하고 ITO의 대체물로서의 가능성을 검토하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.420-420
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• 2012

ZnO seed layer were deposited on quartz substrate by sol-gel method and prism-like Al-doped ZnO nanorods (AZO nanorods) were grown on ZnO seed layer by hydrothermal method with various Al concentration ranging from 0 to 2.0 at.%. Structural and optical properties of the AZO nanorods were investigated by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL). The diameter of the AZO nanorods was smaller than undoped ZnO nanorods and its diameter of the AZO nanorods decreased with increasing Al concentration. In XRD spectrum, it was observed that stress and full width at half maximum (FWHM) of the AZO nanorods decreased and the 'c' lattice constant increased as the Al concentration increased. From undoped ZnO nanorods, it was observed that the green-red emission peak of deep-level emission (DLE) in PL spectra. However, after Al doping, not only a broad green emission peak but also a blue emission peak of DLE were observed.