• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제13권spc2호
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• pp.260-264
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• 2012

We have investigated the effect of ambient gases on the structural, electrical, and optical characteristics of IZO thin films intended for use as anode contacts in the organic light emitting diodes (OLED) devices. These IZO thin films were deposited on the PES film by radio frequency (RF) magnetron sputtering under different ambient gases (Ar, Ar + O2, and Ar + H2) at room temperature. In order to investigate the influences of the ambient gases, the flow rate of oxygen and hydrogen in argon has been changed from 0.1 sccm to 0.5 sccm, respectively. All the IZO thin film has an (222) preferential orientation regardless of ambient gases. The electrical resistivity of the IZO film increased with increasing O2 flow rate, whereas the electrical resistivity decreased sharply under an Ar + H2 atmosphere and was nearly similar regardless of the H2 flow rate. The change of electrical resistivity with changes in the ambient gas composition was mainly interpreted in terms of the charge carrier concentration rather than the charge carrier mobility. All the films showed the average transmittance over 85% in the visible range. The OLED device was fabricated with different IZO substrates made with the configuration of IZO/α-NPD/DPVB/Alq3/LiF/Al in order to elucidate the performance of the IZO substrate. The current density and the luminance of OLED devices with IZO thin films deposited in 0.5 sccm H2 ambient gas are the highest amongst all other films.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권8호
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• pp.484-490
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• 2017

We investigated the rewritable operation of a non-volatile memory device composed of Al (top)/$TiO_2$/indium-zinc-oxide (IZO)/Al (bottom). The oxygen-deficient IZO layer of the device was spin-coated with 0.1 M indium nitrate hydrate and 0.1 M zinc acetate dehydrate as precursor solutions, and the $TiO_2$ layer was fabricated by atomic layer deposition. The oxygen vacancies IZO layer of an active component annealed at $400^{\circ}C$ using thermal annealing and it was proven to be in oxygen vacancies and oxygen binding environments with OH species and heavy metal ions investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. The device, which operates at low voltages (less than 3.5 V), exhibits non-volatile memory behavior consistent with resistive-switching properties and an ON/OFF ratio of approximately $3.6{\times}10^3$ at 2.5 V.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권6호
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• pp.1-6
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• 2011

투명 산화물 반도체 (Transparent Oxide-TFT)를 활성층과 소스/드레인, 게이트 전극층으로 동시에 사용한 비결정 indium zinc oxide (a-IZO), 절연층으로 co-sputtered $HfO_2-Al_2O_3$ (HfAIO)을 적용하여 실온에서 RF-magnetron 스퍼터 공정에 의해 제작하였다. TFT의 게이트 절연막으로써 $HfO_2$ 는 그 높은 유전상수( > 20)에도 불구하고 미세결정구조와 작은 에너지 밴드갭 (5.31eV) 으로 부터 기인한 거친계면특성, 높은 누설전류의 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 어떠한 추가적인 열처리 공정 없이 co-sputtering에 의해 $HfO_2$와 $Al_2O_3$를 동시에 증착함으로써 구조적, 전기적 특성이 TFT 의 절연막으로 더욱 적합하게 향상되어진 $HfO_2$ 박막의 변화를 x-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and spectroscopic ellipsometer (SE)를 통해 분석하였다. XRD 분석은 기존 $HfO_2$ 의 미세결정 구조가 $Al_2O_3$와의 co-sputter에 의해 비결정 구조로 변한 것을 확인 시켜 주었고, AFM 분석을 통해 $HfO_2$ 의 표면 거칠기를 비교할 수 있는 RMS 값이 2.979 nm 인 것에 반해 HfAIO의 경우 0.490 nm로 향상된 것을 확인하였다. 또한 SE 분석을 통해 $HfO_2$ 의 에너지 밴드 갭 5.17 eV 이 HfAIO 의 에너지 밴드 갭 5.42 eV 로 향상 되어진 것을 알 수 있었다. 자유 전자 농도와 그에 따른 비저항도를 적절하게 조절한 활성층/전극층 으로써의 IZO 물질과 게이트 절연층으로써 co-sputtered HfAIO를 적용하여 제작한 Oxide-TFT 의 전기적 특성은 이동도 $10cm^2/V{\cdot}s$이상, 문턱전압 2 V 이하, 전류점멸비 $10^5$ 이상, 최대 전류량 2 mA 이상을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.183-183
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• 2009

OLED소자의 양극재료로써 현재는 산화인듐주석(ITO : indium tin oxide) 박막이 널리 이용되고 있다. 그러나 낮은 전기 비저항과 높은 투과도를 갖는 ITO 박막을 얻기 위해서는 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 성막되어야 하며, 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링 시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 유기발광소자의 투명전극으로 쓰일 경우에 유기물과의 계면 부적합성, 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우에 $400^{\circ}C$정도의 놓은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 이러한 문제점을 지닌 ITO 박막을 대체할 수 있는 물질로 산화 인듐아연(lZO) 박막이 많은 각광을 받고 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 저온 ($100^{\circ}C$ 이상)에서 증착이 가능하고 추가적인 열처리 없이도 가시광 영역에서 90% 이상의 광 투과도와 ${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$ 이하의 낳은 전기 비저항을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 IZO박막은 성막 후 고온의 열처리 과정이 필요 없기 때문에 폴리카보네이트와 같은 유기물 기판을 사용하여 제작 가능한 유연한 평판형 표시 소자의 제작에도 적용될 수 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 상온 공정에서도 우수한 전기적, 광학적, 표면 특성을 나타낼 뿐만 아니라 양극재료로써 높은 일함수를 가지고 있어 고효율의 유기 발광 소자를 구현하는데 유리한 재료라 판단된다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기가 OLED 소자의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. R.F Magnetron Sputtering을 이용하여 투명 전도막을 성막 형성 하였으며, 기판온도와 증착과정에서 주입되는 산소, 수소의 유랑 변화가 박막의 구조적, 전기적 특성에 어떠한 영향 미치는 것인가를 자세히 규명하였다 ITO 와 IZO박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, $Ar+O_2$ and $Ar+H_2$) 에서 R.F Magnetron Sputtering 방법으로 증착했다. TCO박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석했다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 Ultraviolet Spectrophotometer(Varian, cary-500)와 Surface profile mersurement system으로 각각 측정하였다. 면저항, charge carrier농도, 그리고 TCO박막의 이동성과 길은 전기적특성은 Four-point probe와 Hall Effect Measurement(HMS-3000)로 각각 측정한다. TCO 박막의 표면 거칠기에 따른 OLED소자의 성능분석 측면에서는 TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되고 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절한다. TCO박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하고 그리고 나서 유기메탈과 음극 전극을 연속적으로 TCO 박막위에 증착한다. 투명전극으로 사용되는 IZO기판 상용화를 위해 IZO기판 위에 $\alpha$-NPB, Alq3, LiF, Al순서로 OLED소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광과 OLED소자의 전압과 같은 전기적 특성은 Spectrometer (minolta CS-1000A) 에 의하여 I-V-L분석을 했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.421.1-421.1
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• 2016

We studied indium-doped zinc oxide (IZO) film grown by atomic layer deposition (ALD) as transparent conductive oxide (TCO). A variety of TCO layer, such as ZnO:Al (AZO), InSnO2(ITO), Zn (O,S) etc, has been grown by various method, such as ALD, chemical vapor deposition (CVD), sputtering, laser ablation, sol-gel technique, etc. Among many deposition methods, ALD has various advantages such as uniformity of film thickness, film composition, conformality, and low temperature deposition, as compared with other techniques. In this study, we deposited indium-doped zinc oxide thin films using diethyl[bis(trimethylsilyl)amido]indium [Et2InN(TMS)2] as indium precursor, DEZn as zinc precursor and H2O as oxidant for ALD and investigated the optical and electrical properties of IZO films. As an alternative, this liquid In precursor would has several advantages in indium oxide thin-film processes by ALD, especially for low resistance indium oxide thin film and high deposition rate as compared to InCp, InCl3, TMIn precursors etc. We found out that Indium oxide films grown by Et2InN(TMS)2 and H2O precursor show ALD growth mode and ALD growth window. We also found out the different growth rate of Indium oxide as the substrate and investigated the effect of the substrate on Indium oxide growth.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.138-138
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• 2009

Al, Ga and In doped ZnO thin film were prepared by faing targets sputtering as a function of oxygen gas contents at R.T. Base pressure was $2{\times}10^{-6}torr$, and working pressure was 1mTorr. The properties of thin films on the electrical and optical properties of the deposited films were investigated by using a four-point probe (Chang-min), a Hall Effect measurement (Ecopia) and an UV/VIS spectrometer (HP). The minimum resistivities of AZO, GZO and IZO thin film were $6.5{times}10^{-4}[{\Omega}-cm],5.5{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$ and $4.29{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$. The average transmittance of over 80% was seen in the visible range.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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• pp.51-54
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• 2007

Top-emission 3.5 inch qVGA IOD (Inverted AMOLED) was fabricated with inverted EL structure driven by a-Si TFT backplane. In order to get stable driving TFT, we used FCP(Field Control Plate) layer which was connected with the source of the driving TFT. And we developed planarization process to planarize the cathode layer which was the bottom layer of inverted OLED. Our unique IOD structure is “a-Si TFT/ Al(Cathode)/ LiF/ LG-201(ETL)/ EML(RGB)/ HTL/ LG-101(HIL & Buffer layer)/ IZO(Anode)”. LG-201(ETL) layer was studied for more efficient electron injection from cathode to EML, and LG-101(HIL & Buffer layer) covered by IZO anode was also explored for decreasing the EL surface damage.

• Current Photovoltaic Research
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• 제3권3호
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• pp.101-105
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• 2015

ZnO is gathering great interest for large square optoelectrical devices of flat panel display (FHD) and solar cell as a transparent conductive oxide (TCO). Herewith, Mg and IIIA (Al, In) co-doped ZnO films were prepared on SLG substrate using RF magnetron sputtering system. The effect of variation of atomic weight % of Mg and ZnO have been investigated. The atomic weight % Al and In are of 3% and kept constant throughout. The numbers of samples were prepared according to their different contents, which are $M_{3%}AZO_{94%}$, $M_{4%}AZO_{93%}-(MAZO)$ and $M_{3%}IZO_{94%}$, $M_{4%}IZO_{93%}-(MIZO)$ respectively. A RF power of 225 W and working pressure of 6 m Torr was used for the deposition at $300^{\circ}C$. All of the two thin film show good uniformity in field emission scanning electron microscopy image. $M_{3%}AZO_{94%}$ thin film shows overall better performance among the all. The film shows the best lowest resistivity, carrier concentration, mobility and Sheet resistance and is found to be are of $8.16{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, $4.372{\times}10^{20}/cm^3$, $17.5cm^2/vs$ and $8.9{\Omega}/sq$ respectively. Also $M_{3%}AZO_{94%}$ thin film shows the relatively high optical band gap energy of 3.7 eV with high transmittance more than 80% in visible region required for the better solar cell performance.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.55-56
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• 2007

디스플레이용 전극 소재로 사용되는 투명 전도막은 높은 가시광 투과율 (89%이상)과 우수한 전기전도성(비저항 10$^{-4}{\Omega}cm$ 이하)을 동시에 가지므로 LCD, PDP, OLED 소자의 핵심소재로 인식되고 있다. 투명 전도막은 광학적 밴드갭이 3.5eV 이상인 wide-gap 반도체로서, 산화인듐($In_2O_3$)에 주석(Sn), 아연(Zn) 등을 치환고용 시킨 ITO, IZO, 산화아연(ZnO)에 Al 혹은 Ga을 치환고용 시킨 AZO, GZO 등 다양한 재료에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 정밀 제어 기술을 이용하여 80$^{\circ}C$이하의 저온 코팅 공정 조건에서 우수한 비저항( $2{\times}10^{-4}$ ${\Omega} cm $)을 나타낼 수 있는 TCO 코팅 공정 기술을 개발하였으며 이러한 연구결과는 차세대 디스플레이 소자로 예측되고 있는 Flexible 디스플레이 소자의 전극 재료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.