• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418-419
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• 2013

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 박막은 가시영역에서 전기적 특성 및 광학적 특성이 우수하기 때문에 평면 디스플레이(flat displays), 박막 트랜지스터(thin film transistors), 태양전지(solar cells) 등을 포함한 광소자에 투명전도성산화물(transparent conducting oxide, TCO) 전극으로 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만, 이 물질은 밴드갭이 3.4 eV로 다소 작아 다양한 분야의 의료기기, 환경 보호에 응용 가능한 자외선 영역에서 상당히 많은 양의 광흡수가 발생하는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 또한, 인듐(Indium)의 급속한 소비는 인듐의 매장량의 한계로 인해 가격을 상승시키는 주요한 원인으로 작용하고 있다. 한편, InGaN 기반의 자외선 발광다이오드 분야에서는 팔라듐(Pd) 기반의 반투명 전극과 은(Ag) 기반의 반사전극을 주로 사용하고 있지만, 낮은 투과도와 낮은 굴절률을 때문에 여전히 자외선 발광다이오드의 광추출 효율(extraction efficiency)에 문제점을 가지고 있다. 따라서 자외선 발광다이오드의 외부양자 효율(external quantum efficiency, EQE)을 높이기 위해 높은 투과도와 GaN와 유사한 굴절률을 가지는 p-형 오믹 전극을 개발해야 한다. 본 연구에서는 초박막의 ITO (16 nm)/Ag (7 nm)/ITO (16 nm) 다층 구조를 갖는 투명전도성 전극을 제작한 후, 열처리 온도에 따른 전기, 광학적 특성에 향상에 대해서 조사하였다. 사용된 산화물/금속/산화물 전극의 구조는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 태양전지 등에 많이 사용되는 안정적인 투명 전극을 자외선 LED 소자에 처음 적용하여, ITO의 전체 사용량은 줄이고, ITO 사이에 금속을 삽임함으로써 금속에 의한 전기적 특성 향상과 플라즈몬 효과에 의한 투과도를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 실험 결과로는, $400^{\circ}C$에서 열처리한 ITO/Ag/ITO 다층 구조는 365 nm에서 84%의 광학적 특성과 9.644 omh/sq의 전기적 특성을 확인하였다. 실험 결과로부터 좀 더 최적화를 수행하면, ITO/Ag/ITO 다층 구조는 자외선 발광다이오드의 투명전도성 전극으로 사용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.389-389
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• 2011

Transparent conductive oxide (TCO) 박막은 디스플레이 및 태양전지 등 광범위한 분야에서 적용되고 있으며, 특히 indium tin oxide (ITO)는 낮은 전기적 저항과 우수한 광투과도를 가지고 있어서 이미 많은 분야에 적용되고 있다. 본 연구는 RF와 DC를 혼용한 마그네트론 스퍼터링 공정을 활용하여 ITO 박막 특성 및 이를 활용한 유기태양전지 적용에 관한 것이다. UV-O3 처리된 glass 기판위에 thermal evaporation 방식으로 밀착력을 높이기 위하여 Cr을 5 nm 두께로 증착한 후 Al을 95 nm 증착하였다. 그 위에 스퍼터링 공정으로 ITO 박막을 In2O3:SnO2 target (10wt% SnO2)을 사용하여 1.0 mTorr의 공정압력(Ar:O2=30:1), 50W의 RF power 및 0.11kW의 DC power에서 50~250 nm의 두께로 증착하였다. ITO 박막의 결정구조 및 표면 형상은 x-ray diffraction (XRD) 및 scanning electron microscope (SEM)을 사용하여 분석하였으며, 전기적 특성은 four-point probe법으로 비저항값을 측정하였다. 또한 높은 광변환효율을 가지는 태양전지 제작을 위하여, 다양한 두께의 ITO 박막을 사용하여 ITO/ZnO/P3HT:PCBM/PEDOT/Ag 구조의 유기태양전지를 제작하여 소자 특성을 최적화 하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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• pp.583-588
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• 2005

Indium tin oxide (ITO) is a commonly used conducting transparent oxide film (CTO) used in flat panel display applications. Direct write laser ablation is sometimes employed for ITO patterning and it is important that the substrate material and remaining ITO be affected as little as possible by the laser ablation. In this investigation, femtosecond laser ablation of ITO was studied to identify laser processing parameters which cleanly ablated ITO with a minimum of damage to a glass substrate and surrounding ITO. The Ti:Sapphire chirp pulse amplified femtosecond laser used for the experiments had a wavelength of 775nm and produced pulses with a duration of 150fs at a rate of 2 kHz. Ablation was carried out at a sufficiently high panel scanning speed that single ablation spots could be studied. The pulse energy was adjusted to determine feasible spot diameters and depths which could be ablated into the ITO without damaging the glass substrate. Next, ablation of lines without glass damage was also demonstrated. Experiments were also performed with a high repetition rate (100kHz) femtosecond laser.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.646-648
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• 2008

The multi-films of a metallic film and a transparent conducting oxide (TCO, indium-tin oxide, ITO) film were formed on the stainless steel 316 and 304 plates by a sputtering method and an E-beam method and then the external metallic region of the stainless steel bipolar plates was converted into the metal nitride films through an annealing process. The multi-film formed on the stainless steel bipolar plates showed the XRD patterns of the typical indium-tin oxide, the metallic phase and the metal substrate and the external nitride film. The XRD pattern of the thin film on the bipolar plates modified showed two metal nitride phases of CrN and $Cr_2N$ compound. Surface microstructural morphology of the multi-film deposited bipolar plates was observed by AFM and FE-SEM. The electrical resistivity of the stainless steel bipolar plates modified was evaluated.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.177-179
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• 2009

In order to investigate the possible application of ZnO films as a transparent conducting oxide (TCO) electrode, ZnO:Al films were prepared by RF magnetron sputtering method. The effects of surface treatment and doping concentration on the structural and electrical properties of ZnO films were mainly studied experimentally. Five-inch PDP cells using either a ZnO:Al or indium tin oxide (ITO) electrode were also fabricated separately under the same manufacturing conditions. The luminous properties of both the transparent conducting oxide electrode were measured and compared with each other. By doping the ZnO target with 2 wt% of Al2O3, the film deposited at a chemical surface treatment resulted in the minimum resistivity of 8.5 _ 10_4 U-cm and a transmittance of 91.7%. And DBD surface treatment resulted in the minimum resistivity of 8.5 _ 10_4 U-cm and a transmittance of 91.7%. Although the luminance and luminous efficiency of the transparent conducting oxide electrode using ZnO:AI are lower than those of the cell with the ITO electrode by about 10%, these values are sufficient enough to be considered for the normal operation of TCO.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.653-653
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• 2013

In this study, ITO extended gate reduced graphene oxide field effect transistor (rGO FET) was demonstrated as a transducer for a proton sensing application. In this structure, the sensing area is isolated from the active area of the device. Therefore, it is easy to deposit or modify the sensing area without affecting on the device performance. In this case, the ITO extended gate was used as a gate electrode as well as a proton sensing material. The proton sensing properties based on the rGO FET transducer were analyzed. The rGO FET device showed a high stability in the air ambient with a TTC encapsulation layer for months. The device showed an ambipolar characteristic with the Dirac point shift with varying the pH solutions. The sensing characteristics have offered the potential for the ion sensing application.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.711-715
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• 2007

Properties of organic light-emitting diodes (OLEDs) with aluminum-doped zinc oxide (ZnO:Al) anodes showed different behaviors from OLEDs with indium tin oxide (ITO) anodes according to driving conditions. OLEDs with ITO anodes gave higher current density and luminance in lower voltage region and better EL and power efficiency under lower current density conditions, However, OLEDs with ZnO:Al anodes gave higher current density and luminance in higher voltage region over about 8V and better EL and power efficiency under higher current density over $200mA/cm^2$. These seemed to be due to the differences in conduction properties of semiconducting ZnO:Al and metallic ITO. OLEDs with ZnO:Al anodes showed nearly saturated efficiency under high current driving conditions compared with those of OLEDs with ITO anodes. This meant better charge balance in OLEDs with ZnO:Al anodes. These properties of OLEDs with ZnO:Al anodes are useful in making bright display devices with efficiency.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제6권3호
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• pp.35-39
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• 2007

ITO(Indium Tin Oxide) is the most attractive TCO(Transparent Conducting Oxide) materials for LCD, PDP, OLEDs and solar cell, because of their high optical transparency and electrical conductivity. However due to the shortage of indium resource, hard processing at low temperature, and decrease of optical property during hydrogen plasma treatment, their applications to the display industries are limited. Thus, recently the Al-doped ZnO(AZO) has been studied to substitute ITO. In this study, we have investigated the effect of different substrate temperature(RT, $150^{\circ}C$, $225^{\circ}C$, $300^{\circ}C$) and working pressure(10 mTorr, 20 mTorr, 30 mTorr, 80 mTorr) on the characteristics of AZO(2 wt.% Al, 98 wt.% ZnO) films deposited by RF-magnetron sputtering. We have obtained AZO thin films deposited at low temperature and all the deposited AZO thin films are grown as colunmar. The average transmittance in the visible wavelength region is over 80% for all the films and transmittance improved with increasing substrate temperature. Electrical properties of the AZO films improved with increasing substrate temperature.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.108-108
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• 2009

ITO에 사용되는 주된 재료인 인듐의 bixbyite 구조는 TCOs의 전기적 특성에서 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 때문에 인듐의 Bixbyite구조를 유지하면서 인듐의 사용량을 줄이기 위해 최적의 Solubility limit에 관해 연구하였다. 이를 위해 In2O3-ZnO-SnO2의 삼성분계 기본 조성에 두가지 물질을 추가로 첨가하여 첨가량에 따른 Solubility limit을 연구하였다. Solubility limit의 측정을 위해 X-ray Diffractometer(XRD)를 사용하였으며, 첨가 원소의 양이 증가할수록 TCOs target의 Latice parameter값은 작아졌다, SEM을 통한 미세구조의 관찰로 원소첨가에 따른 샘플의 소결에너지 변화를 분석할 수 있었다. 제작된 시편의 정성분석 및 Chemical binding Energy를 측정하기 위해 X-ray Photo Spectroscopy (XPS)를 이용하였으며, 전기적인 특성 측정을위해 4-Point prove mesurement 방법을 사용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.6-6
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• 2010

Indium Tin Oxide (ITO)를 포함한 Transparent Conduction Oxide (TCO)는 LCD, OLED와 같은 Display, 그리고 Solar Cell 등 광신호와 전기신호간 변환이 필요한 모든 Device에 반드시 필요한 핵심 물질로, 특히 고특성 Display의 투명전극에서 요청되는 95% 이상의 투과도와 $15\;{\Omega}/{\square}$ 이하의 면저항 특성을 동시에 만족할 수 있는 기술은 현재까지 Plasma Sputtering 공정으로 $160^{\circ}C$ 이상에서 증착된 ITO 박막이 유일하다. 그러나, 최근 차세대 기술로서 Plastic Film을 기반으로 하는 Flexible Display 및 Flexible Solar Cell 구현에 대한 요구가 급증하면서, Plastic Film 기판위에 Plasma Damage이 없이 상온에 가까운 저온 ($100^{\circ}C$ 이하)에서 특성이 우수한 ITO 투명전극을 형성 할 수 있는 기술의 확보가 중요한 현안이 되고 있다. 지난 10년 동안 $100^{\circ}C$이하 저온에서 고특성의 ITO 또는 TCO 박막을 얻기위한 다양한 연구와 구체적인 공정이 활발히 연구되어 왔으나, ITO의 결정화 온도 (통상 $150{\sim}180^{\circ}C$)이하에서 증착된 ITO박막은 비정질 상태의 물성적 특성을 보여 원하는 전기적, 광학적 특성확보가 어려웠다. 본 논문에선 기본적으로 절연체 특성을 가져야 하는 산화물인 TCO가 반도체 또는 도체의 물리적 특성을 보여주는 기본원리의 고찰을 토대로, 재료학적 특성상 Crystalline 구조를 보여야 하는 ITO (Complex Cubic Bixbyte Structure)가 Plasma Sputtering 공정으로 저온에서 증착될 때 비정질 구조를 갖게 되는 원인을 규명하고, 이를 바탕으로 저온에서 증착된 ITO가 Crystalline 구조를 유지 할 수 있게 하고, Stress Control에 유리한 Nano-Crystalline 박막을 형성하면서 Crystallinity를 임의로 조절 할 수 있는 새로운 기술인 Magnetic Field Shielding Sputtering (MFSS) 공정과 최근 성과를 소개한다. 한편, 또 다른 새로운 저온 TCO 박막형성 기술로서, 유기반도체와 같은 Process Damage에 매우 취약한 유기물 위에 Plasma Damage 없이 TCO 박막을 직접 형성할 수 있는 Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) 기술의 원리를 설명하고, 본 공정을 적용한 Top Emission OLED 소자의 결과를 소개한다. 또한, 고온공정이 수반되는 Solar Cell용 투명전극의 경우, 통상의 TCO박막이 고온공정을 거치면서 전기적 특성이 열화되는 원인을 규명하고, 이에 대한 근본적 해결 방법으로 ITO 박막의 Dopant인 Tin (Sn) 원자의 활성화를 증가시킨 Inductively Coupled Plasma Assisted DC Magnetron Sputtering (ICPDMS)의 원리와 박막의 물성적 특성과 내열 특성을 소개한다.