• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.120-121
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• 2006

To investigate the ZnO thin films which are interested in the next generation of short wavelength LEDs and Lasers, the ZnO thin films were deposited by RF magnetron sputtering system. Al sputtering process of ZnO thin films substrate temperature, work pressure respectively is $100^{\circ}C$ and 15 mTorr, and the purity of target is ZnO 5N. The ZnO thin films were in-situ annealed at $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ in $O_2$ atmosphere. Phosphorus (P) and arsenic (As) were diffused into ZnO thin films sputtered by RF magnetron sputtering system in ampoule tube which was below $5{\times}10^{-7}$ Torr. The dopant sources of phosphorus and arsenic were $Zn_3P_2$ and $ZnAS_2$. Those diffusion was perform at $650^{\circ}C$ during 3hr. We confirmed that p-type properties of ZnO thin films were concerned with dopant sources rather than diffusion temperature.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.18 no.11
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• pp.1043-1047
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• 2005

To investigate the electrical properties of the ZnO films which are interested in the next generation of short wavelength LEDs and Lasers, our ZnO thin films were deposited by RF sputtering system. At sputtering process of ZnO thin films, substrate temperature, work pressure respectively is $300^{\circ}C$ and 5.2 mTorr, and the purity of target is ZnO 5N. The thickness of ZnO thin films was about $2.1\;{\mu}m$ at SEM analysis after sputtering process. Phosphorus (P) and arsenic (As) were diffused into the undoped ZnO thin films sputtered by RF magnetron sputtering system in ampoule tube which was below $5\times10^{-7}$ Torr. The dopant sources of phosphorus and arsenic were $Zn_3P_2$ and $ZnAs_2$. Those diffusion was perform at 500, 600, and $700^{\circ}C$ during 3 hr. We found the diffusion condition of the conductive ZnO films which had n- and p-type properties. Our ZnO thin film has not only very high carrier concentration of above $10^{17}/cm^3$ but also low resistivity of below $2.0\times10^{-2}\;{\Omega}cm$.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.26 no.5
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• pp.175-180
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• 2016

ZnO nanoparticles were synthesized by aqueous preparation routes of a precipitation and a hydrothermal process. In the processes, the powders were formed by mixing aqueous solutions of Zn-nitrate hexahydrate ($Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$) with NaOH aqueous solution under controlled reaction conditions such as Zn precursor concentration, reaction pH and temperature. Single ZnO phase has been obtained under low Zn precursor concentration, high reaction pH and high temperature. The synthesized particles exhibited flakes (plates), multipods or rods morphologies and the crystallite sizes and shapes would be efficiently controllable by changing the processing parameters. The hydrothermal method showed advantageous features over the precipitation process, allowing the precipitates of single ZnO phase with higher crystallinity at relatively low temperatures below $100^{\circ}C$ under a wider pH range for the Zn precursor concentration of 0.1~1 M.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.178-178
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• 2013

고체내의 결함을 분석하기 위한 장비로는 대표적으로 DLTS (deep level transient spectroscopy)를 이용하여 깊은 준위 결함의 활성화에너지를 구하는 분석법, 투과전자현미경을 이용한 박막의 결정살창 분석법, photoluminescence나 electroluminescence를 이용하여 광학적인 방법으로 결함을 분석하는 방법, 마지막으로 광전류 측정을 통하여 결함을 분석하는 방법 등이 있다. 이 중에서도 빛에 의해서 증가되는 광전류를 이용한 결함 분석 방법은 과거에는 종종 시행되어 왔으나 최근에는 거의 연구되어지고 있지 않고 있다. 고체 내의 많은 결함들이 빛에만 반응하는 결함도 있으며 전기적인 측정을 통해서만 발견되는 결함이 존재하기 때문에 모든 부분을 다 만족시키는 방법은 찾기가 힘들다고 알려져 있다. 한편, ZnO는 octahedral 구조로 공간이 비어있기 때문에 여러 가지 결함이 존재하는데, 그 중에서 valence band 바로 위 0.3~0.5 eV에 존재하는 결함 준위는 Zn 빈자리에 의한 결함으로 이론적으로만 밝혀졌을 뿐 실험적으로는 현재까지 발견되어지고 있지 않다. 본 연구에서는 광전류를 이용하여 n-ZnO/p-Si과 n-ZnO/p-GaN p-n 접합 다이오드 내의 결함에 대한 연구를 진행하였다. ZnO를 UHV 스퍼터링 방법으로 성장하였으며 ZnO의 결함의 양을 조절하기 위해 박막의 두께와 증착할 때의 기판 속도 등을 조절하였다. 이렇게 성장된 ZnO 기반의 다이오드를 광전류 측정을 이용하여 결함을 분석하였다. 실험결과 420 nm 파장의 빛을 다이오드에 주사하였을 때 광전류가 크게 증가하는 것을 확인하였으며 이것은 이론적으로만 주장되어져 왔던 Zn 빈자리 결함에 의한 것으로 판단되었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.10 no.1
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• pp.24-27
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• 2009

N-doped ZnO thin films were deposited on n-type Si(100) and homo-buffer layer, and undoped ZnO thin film was also deposited on homo-buffer layer by RF magnetron sputtering method. After deposition, all films were in-situ annealed at $800^{\circ}C$ for 5 minutes in ambient of $O_2$ with pressure of 10Torr. X -ray diffraction shows that the homo-buffer layer is beneficial to the crystalline of N-doped ZnO thin films and all films have preferable c-axis orientation. Atomic force microscopy shows that undoped ZnO thin film grown on homo-buffer layer has an evident improvement of smoothness compared with N-dope ZnO thin films. Hall-effect measurements show that all ZnO films annealed at $800^{\circ}C$ possess p-type conductivities. The undoped ZnO film has the highest carrier concentration of $1.145{\times}10^{17}cm{-3}$. The photoluminescence spectra show the emissions related to FE, DAP and many defects such as $V_{Zn}$, $Zn_O$, $O_i$ and $O_{Zn}$. The p-type defects ($O_i$, $V_{Zn}$, and $O_{Zn}$) are dominant. The undoped ZnO thin film has a better p-type conductivity compared with N-doped ZnO thin film.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1989.06a
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• pp.66-69
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• 1989

After reviewing previous work done on two piezoelectric thin films(PZT, ZnO), ZnO thin piezofim of 1-3UM is fabricated by sputtering on the different substrates(i. e., P+Si/N-Si, SiO2/P+Si/ N-Si, Al/SiO2/ P+Si/ N+Si). The result shows that ZnO piezofilm on the Al has the best c-axis orientation. One of applications for the ZnO piezofilm as an microvalve to control liquid flow is introduced, and which can be controlled electrically and remotely.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.278-278
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• 2010

3.37 eV의 와이드 밴드갭과 60 mV의 높은 엑시톤 결합에너지를 갖는 반도체인 ZnO는 화학 및 열적 안정성, 압전특성 등 다양한 특성을 갖는 물질로써, 수열합성법을 이용하여 길이 $1.5{\mu}m$, 직경 100nm의 n-type ZnO 나노와이어를 성장시켰으며, P3HT는 유기 태양전지에서 가장 많이 사용되는 고분자 도너로써 열처리를 통하여 결정화 됨에 따라, 엑시톤의 확산속도나 전하의 이동도가 증가하여 더 많은 광전류를 생성하는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 ZnO 필름이 아닌 n-type ZnO 나노와이어와 Poly(3-hexylthiophene) (P3HT)를 사용 하여 ZnO/P3HT 이종접합 태양전지를 제작하였다. 기판으로 글래스, 전극으로 ITO (Indium Tin Oxide), 나노와이어의 씨앗층으로 ZnO:Al를 스퍼터로 100nm 증착 하였다. Znc nitrate hydrate와 hexamethylenetetramine이 혼합된 수용액에서 기판을 담그고 n-type ZnO 나노와이어 성장 시키고, P3HT의 스핀 코팅조건과 열처리 온도를 변화시켜 P3HT의 두께와 결정화도가 ZnO/P3HT 이종접합 태양전지에 미치는 영향을 비교 분석 하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.27 no.10
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• pp.642-647
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• 2014

For feasible study of opto-electrical application regarding to oxide semiconductor, we implemented the N doped ZnO growth using a atomic layer deposition technique. The p-type ZnO deposition, necessary for ZnO-based optoelectronics, has considered to be very difficulty due to sufficiently deep acceptor location and self-compensating process on doping. Various sources of N such as $N_2$, $NH_3$, NO, and $NO_2$ and deposition techniques have been used to fabricate p-type ZnO. Hall measurement showed that p-type ZnO was prepared in condition with low deposition temperature and dopant concentration. From the evaluation of photoluminescence spectroscopy, we could observe defect formation formed by N dopant. In this paper, we exhibited the electrical and optical properties of N-doped ZnO thin films grown by atomic layer deposition with $NH_3OH$ doping source.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.299-299
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• 2012

투명전도산화물 박막은 디스플레이, 태양전지, 압전소자 등 다양한 응용분야에 많이 이용되고 있는 소재이다. 그 중에서 현재 산업에서 활용 빈도가 높은 투명전도막의 재료는 ITO를 기반으로 하는 물질이다. 하지만 인듐의 높은 생산단가와 플라즈마 노출시 열화로 인한 문제점 때문에 기존의 ITO를 대체하기 위한 새로운 재료에 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 ITO 대체 물질 중의 하나인 ZnO 박막에 대해서 증착환경변화에 따른 물성변화를 조사하였다. 먼저 대기중에서 안정화된 ZnO 박막을 얻기 위해서 인(P) 2% 첨가된 ZnO 세라믹을 고상반응법으로 제작하고, 펄스레이저 증착법을 이용하여 Al2O3(0001)기판에 산소분압을 30~150 mTorr로 변화를 주어 P-ZnO 박막을 제작하였다. 이 때 증착온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였다. X선 회절 결과로부터 산소분압에 상관없이 ZnO (002)방향으로 증착되었다. 하지만 결정립의 크기는 산소분압이 증가하면서 줄어들고, ZnO (002)피크로부터 얻어진 격자상수(c-축)는 벌크 값에 가까워짐을 알 수 있었다. 하지만 P첨가로 인해서 박막의 격자상수는 순수한 ZnO 벌크 값 보다 큰 것으로 알 수 있다. 산소분압 변화에 따른 P-ZnO 박막의 산화 상태는 X-선 광전자 분광기를 이용하여 측정하였다. 그 결과 산소 core-level의 스펙트럼은 자연산화, 산소 vacancy, Zn-O 결합으로 구성되어짐을 알 수 있었다. 산소분압이 증가하면 Zn-O 결합은 증가하지만 산소 vacancy는 감소함을 알 수 있었다. 전기적 특성 결과 P-ZnO 박막은 30 mTorr에서는 n형 반도체 특성, 100 mtorr에서 p형 반도체의 특성이 나타내었고, 산소분압이 증가하면 다시 n형 반도체 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 광학적 특성 결과 P-ZnO 박막은 산소분압에 상관없이 가시광선 영역에서 80%이상의 투과율을 나타내었으며, 산소분압이 증가할수록 에너지 갭이 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.209-209
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• 2009

Fabrication of p-type ZnO has already proven difficult and usually inconsistent despite numerous worldwide efforts. Many research groups studied electrical and optical properties P, Li, As, N single doped ZnO thin film. In P-doped ZnO thin film, the reproducibility of p-type conduction with $P_2O_5$ as a dopant source was shown to be relatively poor. In this study, we made P single doped and Li & P co-doped ZnO target. To investigate electrical and optical properties of P single doped and Li & P co-doped ZnO thin film using $P_2O_5$ and $Li_3PO_4$ dopant source respectively was deposited by PLD. The growth temperature was changed 500, $700^{\circ}C$ and various oxygen partial pressure and post-annealing conditions was changed temperature, different gas ambient($O_2,N_2$). We investigate that how to change electrical and optical properties as function of growth temperature, oxygen partial pressure and post-annealing(RTA).