• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.2
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• pp.112-116
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• 2001

고상반응법에 의한 제조한 ZnGa$_2$O$_4$형광체에 Li 및 Tm 원소를 도핑함에 따른 발광특성을 조사하였다. 254nm 여기 하에서, 환원 처리된 ZnGa$_2$O$_4$형광체는 245nm에서 흡수피크와 380nm에서 발광피크를 나타내며, 이는 스피넬 구조에서 Ga$^{3+}$ 이온의 $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$천이에 기인한다. ZnGa$_2$O$_4$형광체에 있어서 Li 및 Tm을 도핑했을 경우가 도핑하지 않은 시료에 비해 발광강도 및 색순도가 개선되었으며, Li 및 Tm을 각각 0.1 mol, 0.01 mol 첨가했을 때 가장 우수한 발광강도 및 색순도 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.142-142
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• 2009

Zinc Oxide (ZnO)는 wurtzite 결정구조를 가지고 있으며, 밴드갭 에너지가 약 3.4eV인 산화물 반도체 이다. GaN가 도핑된 ZnO 박막을 Pulsed Laser Deposition (PLD) 법을 이용하여 사파이어 기판과 실리콘 기판에 각각 증착하였다. $500^{\circ}C$의 증착온도에서 1at%~10at%까지의 GaN 도핑농도에 따른 ZnO 박막의 결정성, 성분 분석을 비롯한 전기적 특성을 조사하였다. 첨가된 GaN의 농도에 따라 ZnO 박막의 결정성이 변화하였으며, 농도 변화에 상관없이 ZnO(002) 방향으로 성장함을 알 수 있었다. 또한 실리콘 기판에 증착한 GaN-doped ZnO 박막은 5at%에서 $9.3\;{\times}\;10-3{\Omega}cm$, 10at%에서 $9.2\;{\times}\;10-3{\Omega}cm$의 비저항 값을 가지며 각각 p-type 특성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.1
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• pp.40-45
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• 2008

We present the effect of Ga-doping on the electrical, structural and optical properties of ZnO layers with a thickness of ${\sim}500nm$ deposited on glass substrates. Polycrystalline ZnO and Ga-doped ZnO (GZO) layers were deposited by radio frequency (rf) magnetron sputtering at room temperature. Based on the X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) data, the crystalline quality of Ga-doped ZnO film was improved and GZO film has a preferred orientation along with the (002) crystal direction. The transmittance of the GZO film was enhanced by 10% in the visible region from that of the ZnO film. From photoluminescence (PL) data, the ratio of intensity of near band edge (NBE) emission to deep level (DL) emission was as high as 2.65:1 and 1.27:1 in the GZO and ZnO films, respectively. The res istivities of GZO and ZnO films were measured to be 1.27 and 1.61 $\Omega{\cdot}cm$, respectively. The carrier concentrations of ZnO and GZO film were approximately 1018 and 1020 $cm^2$/Vs, respectively. Based on our experimental results, the Ga-doping improves the electrical, structural and optical properties of ZnO film with potential application.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.198-198
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• 2010

산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도로 디스플레이 구동 회로 집적에 유리하다. 또한 가격 및 공정 측면에서도 기존의 Si 기판 소자에 비해 여러 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이의 핵심 기술로 산화물반도체에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 RF 동시 스퍼터링법을 이용하여 Zn-Sn-O 박막을 제조하고, 그 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 조사하였다. 일정한 증착 온도($100^{\circ}C$)에서 ZnO와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 조절하여 Sn/(Zn+Sn) 성분비가 약 40~85%인 Zn-Sn-O 박막을 제조하였다. Sn 함량이 증가할수록 박막의 비저항은 약 $2{\times}10^{-1}$ (Sn 45%)에서 약 $2\;{\times}\;10^{-2}\;{\Omega}{\cdot}cm$ (Sn 67%)까지 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이 때 캐리어 농도는 $3\;{\times}\;10^{18}$에서 $4\;{\times}\;10^{19}\;cm^{-3}$으로 증가하였으며, 이동도는 11에서 $8\;cm^2/V{\cdot}s$로 약간 감소하였다. XRD분석결과, 제조된 모든 Zn-Sn-O 박막은 비정질 구조를 가짐을 확인하였다. 투과율은 박막 내 Sn함량 증가에 따라 감소하나 모든 시편이 약 70%이상의 투과도를 나타내었다. Zn-Sn-O 박막의 Ga 도핑 영향을 확인하기 위해 ZnO 타켓 대신 갈륨이 5.7 wt.% 도핑된 GZO 타켓을 사용하여 동일한 공정조건에서 박막을 제조하였다. Ga이 첨가된 Zn-Sn-O 박막은 구조적 특성과 광학적 특성에서는 큰 차이를 보이지 않았으나, 전기적 특성의 뚜렷한 변화가 관찰되었다. Sn 함량이 45%인 Zn-Sn-O 박막의 경우, 캐리어 농도가 $3.1\;{\times}\;10^{18}$에서 Ga 도핑 효과로 인해 $1.7\;{\times}\;10^{17}\;cm^{-3}$으로 크게 감소하고 이동도는 11에서 $20\;cm^2/V{\cdot}s$로 증가하였다. 따라서 본 연구는 Zn-Sn-O 비정질 박막에 Ga을 도핑함으로써 산화물 반도체재료로서 요구되는 물성을 만족시킬 수 있다는 가능성을 제시하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.3
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• pp.94-101
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• 2023

Zinc oxide(ZnO) is a semiconductor material with a bandgap of 3.37 eV and an exciton binding energy of 60 meV for various applications. Recently ZnO has been proven to enhance its electrical properties for utilization as an alternative for transparent conducting oxide (TCO) materials. In this study, cation(Al, Ga)-anion(F) single and double doped ZnO thin films were grown by atomic layer deposition (ALD) to enhance the electrical properties. The structural and optical properties of doped ZnO thin films were analyzed, and doping effects were confirmed to electrical characteristics. In single doped ZnO, it was observed that the carrier concentration was increased after doping, acting as a donor to ZnO. Among the single doping elements, F doped ZnO(FZO) showed the highest mobility and conductivity due to the passivation effect of oxygen vacancies. In the case of double doping, higher electrical characteristics were observed compared to single doping. Among the samples, Al-F doped ZnO(AFZO) exhibited the lowest resistance value. This results can be attributed to an increase in delocalized electron states and a decrease in lattice distortion resulting from the differences in ionic radius. The partial density of states(PDOS) was also analyzed and observed to be consistent with the experimental results.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.13 no.1
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• pp.91-95
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• 2014

(F,Ga) co-doped ZnO thin film on glass substrate was fabricated via a simple non-alkoxide sol-gel spin-coating. Contrary to the F single doped ZnO thin film, the (F,Ga) co-doped thin film showed a significant reduce in electrical resistivity after a second post-heat-treatment in reducing environment. The resulting decrease in electrical resistivity with Ga co-doping is considered to be resulted from the increases both carrier density and mobility. The optical transmittance of the (F,Ga) co-doped thin film in the visible range showed higher transmittance with Ga co-doping compared with F single doped ZnO thin film.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.33 no.5
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• pp.531-535
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• 1996

ZnGa2O4 and Mn-doped ZnGa2O4 were synthesized using the state reaction method to investigate their photoluminescence characteristics depending on Mn concentration. Under 254nm excitation, ZnGa2O4 exhibited a broad-band emission extending from 330 nm to 610 nm peaking at 450nm. On the other hand Mn-doped ZnGa2O4 showed a new strong narrow-band emission peaking at 504 nm and maximum intensity at the doping concentration of 0.006 mole Mn.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

Display 산업의 확대로 인해 광학적 특성 및 전기적 특성이 우수한 TCO (Transparent conductive oxide) 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존에는 ITO가 대부분의 분야에서 이용되었지만 In의 경제적인 단점으로 인해 새로운 대체물로써 ZnO가 떠오르고 있다. ZnO는 전형적인 n-type 반도체이며, wide band gap 물질로써 Al, Ga, B과 같은 3 족 원소를 doping 함으로써 광학적 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 최근에는 ZnO의 이온반경과 비슷한 Ga을 도핑한 Ga-doped ZnO 박막에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 ZnO에 Ga을 도핑함으로써 격자결함을 최소화 시키고 carrier concentration 및 hall mobility를 향상시켜 전기전도도의 향상을 이루기 때문이다. 본 연구에서는 $Ga_2O_3$이 3wt% doping 된 ZnO rotating cylindrical target 을 DC magnetron sputtering 을 이용하여 2 kW의 파워와 70 kHz의 주파수를 고정하고, 증착 온도를 변화시켜 유리 기판 위에 Ga-doped ZnO 박막을 증착 하였다. 증착 시 온도가 Ga-doped ZnO 박막에 미치는 영향을 관찰하기 위해 박막 표면의 조성을 분석하였고, 결정성 및 전기적 특성의 변화를 통해 박막의 특성을 비교 평가하였다. Ga-doped ZnO 박막의 표면과 두께는 SEM (Scanning electron microscope) 분석을 통해 관찰하였고, XRD (X-ray diffractometer) 를 이용하여 결정학적 특성을 확인하였다. 또한 Van der Pauw 방법을 이용한 hall 측정을 통해 resistivity, carrier concentration, hall mobility를 분석하였고, UV-Vis를 이용하여 박막의 투과율을 분석하였으며, 이를 토대로 투명 전도막으로써 Ga-doped ZnO 박막의 응용 가능성을 평가하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.17-21
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• 2012

Ga-doped ZnO (GZO) thin films for application as transparent conducting oxide film were deposited on the glass substrate by using rf-magnetron sputtering system. The effects of working pressure on electrical and optical characteristics of GZO films were investigated. Regardless of the working pressure, all films were oriented along with the c-axis, perpendicular to the substrate. The electrical resistivity was about $8.68{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm\sim2.18{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ and the average transmittance of all films including substrates was over 90% in the visible range. The good transparents and conducting properties were obtained due to controle the working pressure. The obtained results have acceptable for application as transparent conductive electrodes in LCDs and solar cells.

• Current Photovoltaic Research
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• v.5 no.4
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• pp.135-139
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• 2017

We fabricated two different transparent conducting oxide thin films of ZnO doped with Ga ($Ga_2O_3$ 0.9 wt%) as well as Al ($Al_2O_3$ 2.1 wt%) (GAZO) and ZnO doped only with Al ($Al_2O_3$ 3 wt%) (AZO). It was investigated how it affects the moisture resistance of the transparent electrode. In addition, $Cu(In,Ga)Se_2$ thin film solar cells with two transparent oxides as front electrodes were fabricated, and the correlation between humidity resistance of transparent electrodes and device performance of solar cells was examined. When both transparent electrodes were exposed to high temperature distilled water, they showed a rapid increase in sheet resistance and a decrease in the fill factor of the solar cell. However, AZO showed a drastic decrease in efficiency at the beginning of exposure, while GAZO showed that the deterioration of efficiency occurred over a long period of time and that the long term moisture resistance of GAZO was better.