• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.17-21
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• 2012

투명전도산화막인 Ga-도핑된 ZnO (GZO) 박막을 RF 마그네트론 스퍼터링 증착법을 이용하여 증착하고 전기적, 광학적 특성을 연구하였다. 증착변수로 공정압력에 변수를 주었으며 공정 압력 변화에 따라 전기적 특성과 광학적 특성이 달라짐을 확인할 수 있었다. 모든 박막은 공정압력에 상관없이 c-축(002) 방향성을 나타냈다. 증착된 GZO 박막의 전기저항성은 $8.68{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm\sim2.18{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$이었고, 모든 가시광 영역에서 90% 이상의 평균 투과율을 보였다. 공정압력에 따라 상온에서 증착된 GZO 박막은 우수한 낮은 저항성과 높은 투과율을 나타내었고, 평판디스플레이와 태양전지의 투명전극으로 응용되기에 적합한 특성을 지닌 것을 확인 할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-101
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• 2023

투명 전도성 산화물(TCO)를 대체할 수 있는 대표적인 물질로 알려진 ZnO는 3.37 eV의 bandgap과 60 meV의 exciton binding energy를 가진 반도체 물질이다. 본 연구에서는 투명 전극으로 사용하기 위한 높은 전기적 특성을 확보하기 위해 원자층 증착법을 기반으로 양이온과 음이온의 단일 및 이중 도핑에 따라 성장한 ZnO 박막을 제작하였다. 3가 양이온 Al, Ga과 음이온 F이 단일 및 이중 도핑된 ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성 및 전기적 특성을 확인하였다. 단일 도핑의 경우, ZnO에 donor로 작용하는 Al, Ga, F에 의해 캐리어 농도가 도핑 전에 비해 증가하였고 근자외선 영역에서의 band-edge absorption이 증가하는 것을 확인하였다. 단일 도핑 중에서는 F이 ZnO 내 산소 공공 자리에 passivation 되면서 높은 mobility와 함께 가장 높은 전도도를 보였다. 이중 도핑의 경우, 각 원소들의 도핑 효과가 더해지면서 단일 도핑에 비해 높은 전기적 특성을 보였다. 결과적으로 Ga-F에 비해 Al-F 도핑 시 ionic radius 차이에 의한 lattice distortion 감소 및 delocalized 된 전자 상태의 증가로 가장 낮은 비저항 값을 보였으며 PDOS 분석을 통한 시뮬레이션 데이터로 측정 값과 일치하는 결과를 확인했다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.297-297
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• 2010

Transparent conductive Oxide (TCO) is an essential material in the various optoelectronic applications as a transparent electrode, such as solar cells, flat panel displays and organic light emitting diodes. Currently, Indium tin oxide (ITO) is commonly used in industry due to its low electrical resistivity, high transmittance and high adhesion to substrate. However, ITO is expensive and should be prepared at high temperature, which makes it hard to use ITO in flexible devices. In this regard, Ga-doped ZnO is expected as an ideal candidate for replacing ITO.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1044-1048
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• 2007

With development of electronic products the demands for miniaturization and weight-lightening have increased until a recent date. Accordingly, The effort to substitute glass substrates was widely made. However, polymer substrates have weak point that substrates were damaged at high temperature. In this paper, we deposited transparent conductive film at low temperature. And we inserted Au thin film between oxide to compensate for deteriorated electrical characteristics. Ga-doped ZnO(GZO) multilayer coatings were deposited on glass substrate by DC sputtering. The optimization of deposition conditions of both AZO and Au layers were performed to obtain better electrical and optical characteristics in advance. We presumed that the properties of multilayer were affected by the deposition process of both GZO and Au layers. The best multilayer coating exhibited the resistivity of $2.72{\times}10^{-3}\;{\Omega}-cm$ and transmittance of 77 %. From these results, we can confirm a possibility of the application as transparent conductive electrodes.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.261-262
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• 2007

In this study we present the effect of annealing temperatures on the structural, electrical and optical characteristics of Ga-doped ZnO(GZO) films. GZO target have been deposited on corning 7059 glass substrates by DC sputtering. GZO films were annealed at temperatures of 400, 500, $600^{\circ}C$ in air ambient for 20 min. Experimental resulted in as-grown film shows the resistivity of $6{\times}10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}cm$ and transmittance under 85%, whereas the electrical and optical properties of film annealed at $500^{\circ}C$ are enhanced up to $1.9{\times}10^{-3}\;{\Omega}{\cdot}cm$ and 90%, respectively.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2008년도 춘계학술발표대회 및 제14회 신소재 심포지엄
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• pp.25.2-25.2
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• 2008

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.567-571
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• 2009

Polycrystalline ZnO and Ga doped ZnO (GZO) films are deposited on glass substrate by RF magnetron sputtering at room temperature. The characteristics of ZnO and GZO films are investigated with X-ray diffraction measurement, UV-VIS-NIR spectrophotometer $(250{\sim}1200nm)$ and hall measurement. The post-growth thermal treatment of these films is carried out in N2 ambient at $500^{\circ}C$ for 30 min and an hour. ZnO and GZO films have different changing behavior of structural and optical properties by annealing. To use transparent conductive films for solar cell, films should have not only high transmittance but also good electrical property. Although as deposited GZO films have electrical properties than ZnO films, GZO films have not good transmittance properties. Consequently, we succeed that the high transmittance of GZO films is improved by annealing process.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권12호
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• pp.794-799
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• 2017

Ga-doped ZnO (GZO) films were deposited by an RF magnetron sputtering method on glass substrates using ZnO as a target containing 5 wt% $Ga_2O_3$ powder (for Ga doping). The structural, electrical, and optical properties of the GZO thin films were investigated as a function of the substrate temperatures. The deposition rate decreased with increasing substrate temperatures from room temperature to $350^{\circ}C$. The films showed typical orientation with the c-axis vertical to the glass substrates and the grain size increased up to a substrate temperature of $300^{\circ}C$ but decreased beyond $350^{\circ}C$. The resistivity of GZO thin films deposited at the substrate temperature of $300^{\circ}C$ was $7{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, and it showed a dependence on the carrier concentration and mobility. The optical transmittances of the films with thickness of $3,000{\AA}$ were above 80% in the visible region, regardless of the substrate temperatures.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.169-169
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• 2009

ZnO varistor에서 희토류 산화물의 첨가는 비선형계 높게 만든다. 회토류 금속의 첨가로 높아진 비저항을 낮추기 위하여 3족 원소인 Al, Ga을 첨가하여 첨가 함량에 따른 ZnO-$Pr_6O_{11}$ varistor의 비저항을 낮추고자 한다. 따라서 본 연구에서는 Al과 Ga 첨가에 따른 ZnO-$Pr_6O_{11}$을 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여, Al과 Ga 첨가에 따른 ZnO-$Pr_6O_{11}$ varistor의 특성을 미세구조 조직, 밀도, I-V 특성, 비저항 측정하였다. ZnO의 bulk 및 grain boundary 특성 변화를 각종 유전함수($Z^*$, $Y^*$, $M^*$, $\varepsilon^*$, $tan{\delta}$)를 이용하여 고찰하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.48-49
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• 2006

Highly conductive and transparent films of Ga-doped ZnO have been prepared by pulsed laser deposition using a ZnO target with 3 wt% ${Ga_2}{O_3}$ dopant. Films with the resistivity as low as $3.3{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ and the transmittance above 80 % at the wavelength of 400 to 800 nm can be fabricated on glass substrate at room temperature. It is shown that a stable resistivity for the use in oxidation ambient at high temperature can be obtained for the films. Heat treatments were performed to examine the thermal stability of ZnO and GZO films at ptemperature range from $100^{\circ}C$ to $400^{\circ}C$ in $O_2$ ambient for 30 minutes. The resistivity of ZnO film annealed at $400^{\circ}C$ increased by two orders of magnitude, in case of GZO film was relatively stable up to at $400^{\circ}C$. For practical applications at high temperatures the thermal stability of resistivity of GZO thin films might become an advantage for transparent electrodes.