• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.61 no.6
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• pp.817-820
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• 2012

We studied p-type capacitance characteristics of ZnO thin-film transistors (TFT's), grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). We compared two ZnO TFT's: one grown at $450^{\circ}C$ and the other grown at $350^{\circ}C$. ZnO grown at $450^{\circ}C$ showed smooth capacitance profile with electron density of $1.5{\times}10^{20}cm^{-3}$. In contrast, ZnO grown at $350^{\circ}C$ showed a capacitance jump when gate voltage was changed to negative voltages. Current-voltage characteristics measured in the two samples did not show much difference. We explain that the capacitance jump is related to p-type ZnO layer formed at the $SiO_2$ interface. Current-voltage and capacitance-voltage data support that p-type characteristics are observed only when background electron density is very low.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.07a
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• pp.157-160
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• 2001

Three sets of ZnO ceramic devices (reference samples with Matsuoka\`s composition; added 7o MgO, A1$_2$O$_3$, SiO$_2$) have been prepared by the conventional mixed oxide route. These additives were determined by the factors of valences and ionic radiuses. DC accelerated degradation test was performed for analysis of degradation characteristics versus the various additives. The conditions of DC degradation test were 115${\pm}$2$^{\circ}C$ for 12h. Using XRD and SEM, the Phase and microstructure of samples were analyzed respectively. E-J analysis was used to determine ${\alpha}$. Frequency analysis was accomplished to understand the relationship between R$\sub$g/ and $R_{b}$ with the electric stress at the equivalent circuit.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.6
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• pp.575-579
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• 2008

Al-doped p-type ZnO films were fabricated on n-Si (100) and homo-buffer layers in pure oxygen at $450^{\circ}C$ of by RF magnetron sputtering. Target was ZnO ceramic mixed with 2 wt% $Al_2O_3$. XRD spectra show that the Al-doped ZnO thin films have ZnO crystal structure and homo-buffer layers are beneficial to Al-doped ZnO films to grow along c-axis. Hall Effect experiments with Van der Pauw configuration show that p-type carrier concentrations are ranged from $1.66{\times}10^{16}$ to $4.04{\times}10^{18}\;cm^{-3}$, mobilities from 0.194 to $2.3\;cm^2V^{-1}s^{-1}$ and resistivities from 7.97 to $18.4\;{\Omega}cm$. p-type sample has density of $5.40\;cm^{-3}$ which is smaller than theoretically calculated value of $5.67\;cm^{-3}$. XPS spectra show that Ols has O-O and Zn-O structures and Al2p has only Al-O structure. P-ZnO:Al/n-ZnO:Al junctions were fabricated by magnetron sputtering. V-I curves show that the p-n junctions have rectifying characteristics.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.170-170
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• 2012

최근 주목받고 있는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin film transistors (TFTs)는 수소가 첨가된 비정질 실리콘 TFT (a-Si;H)에 비해 비정질 상태에서도 높은 이동도와 뛰어난 전기적, 광학적 특성에 의해 큰 주목을 받고 있다. 또한 넓은 밴드갭에 의해 가시광 영역에서 투명한 특성을 보이고, 플라스틱 기판 위에서 구부러지는 성질에 의해 플랫 패널 디스플레이나 능동 유기 발광 소자 (AM-OLED), 투명 디스플레이에 응용되고 있다. 하지만, 실제 디스플레이가 동작하는 동안 스위칭 TFT는 백라이트 또는 외부에서 들어오는 빛에 지속적으로 노출되게 되고, 이 빛에 의해서 TFT 소자의 신뢰성에 악영향을 끼친다. 또한, 디스플레이가 장시간 동안 동작 하면 내부 온도가 상승하게 되고 이에 따른 온도에 의한 신뢰성 문제도 동시에 고려되어야 한다. 특히, 실제 AM-LCD에서 스위칭 TFT는 양의 게이트 전압보다 음의 게이트 전압에 의해서 약 500 배 가량 더 긴 시간의 스트레스를 받기 때문에 음의 게이트 전압에 대한 신뢰성 평가는 대단히 중요한 이슈이다. 스트레스에 의한 문턱 전압의 변화는 게이트 절연막과 반도체 채널 사이의 계면 또는 게이트 절연막의 벌크 트랩에 의한 것으로 게이트 절연막의 선택에 따라서 신뢰성을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 본 연구에서는 적층된 $Si_3N_4/SiO_2$ (NO 구조) 이중층 구조를 게이트 절연막으로 사용하고, 완충층의 역할을 하는 $SiO_2$막의 두께에 따른 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 평가하였다. a-IGZO TFT 소자의 전기적 특성과 신뢰성 평가를 위하여 간단한 구조의 pseudo-MOS field effect transistor (${\Psi}$-MOSFET) 방법을 이용하였다. 제작된 소자의 최적화된 $SiO_2$ 완충층의 두께는 20 nm이고 $12.3cm^2/V{\cdot}s$의 유효 전계 이동도, 148 mV/dec의 subthreshold swing, $4.52{\times}10^{11}cm^{-2}$의 계면 트랩, negative bias illumination stress에서 1.23 V의 문턱 전압 변화율, negative bias temperature illumination stress에서 2.06 V의 문턱 전압 변화율을 보여 뛰어난 전기적, 신뢰성 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.145-146
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• 2006

The most Important research topic in the development of ZnO LED and LD is the production of p-type ZnO thin film that has minimal stress with outstanding stoichiometric ratio. In this study, Phosphorus diffused into the undoped ZnO thin films using the ampoule-tube method for the production of p-type znO thin films. The undoped ZnO thin films were deposited by RF magnetron sputtering system on $GaAs_{0.6}P_{0.4}$/GaP and Si wafers. 4N Phosphorus (P) was diffused into the undoped ZnO thin films in ampoule-tube which was performed and $630^{\circ}C$ during 3hr. We found the diffusion condition of the conductive ZnO films which had p-type properties with the highest mobility of above 532 $cm^2$/Vs compared with other studies PL spectra measured at 10K for the purpose of analyzing optical properties of p-type ZnO thin film showed strong PL intensity in the UV emission band around 365nm ~ 415nm and 365nm ~ 385nm.

• 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 Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.21 no.6
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• pp.64-69
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• 1984

We found that the maximum efficiency of Al-MIS (p-Si) solar ceil was shown at 80$\AA$ thickness of Al-film which was deposited with slower velocity than 0.6$\AA$/sec. It was coated with ZnS and SiO for Anti-Reflecting. In single coating, ZnS and SiO film had maximum Isc at 570 and 690 A thickness, respectively. We confirmed that these results agreed well with the quarter coating condition; n1d1=λ/4. In double coating, we held the one layer with its optimum thickness in single coating and controlled the other layer. The maximum value of Isc in this case was almost the same with it in single coating but was maintained its value in so wide range of thickness. Keeping the relation; n1d1=n2d2 as another way, we made the total thickness of film thinner to 70-90% of the sum of each optimum thickness in single coating. In this case Isc was higher value than 20% of it in any other previous case and was retained so wide range of thickness.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.354-354
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• 2011

ZnO 나노와이어는 밴드 갭이 3.37 ev로 큰 밴드 갭을 갖는 물질이며 엑시톤 결합에너지가 60 meV로 GaN(25 meV)같은 다른 반도체보다 매우 크다. 또한 밴드갭 에너지가 큰 GaN, SiC와 같은 반도체에 비해서 화학적, 열적 안정성이 크며 낮은 온도에서 성장이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 pre-heating process를 이용하여 1차원 구조인 ZnO nanowire를 수열합성법으로 합성하였다. 실험방법으로는 E2K glass 기판위에 AZO40 nm를 증착후, 시드층으로 이용하여 ZnO nanowire를 성장하였다. precusor 전구체에는 ZN(NO3)2 ${\cdot}$ 6H2O와 Capping agent으로의 역할을 위해 PEI와 OH-source 공급을 위한 Ammonium chloride를 첨가하여 합성하였고, 그에 따른 ZnO nanowire의 morphology 및 aspect ratio를 조절하고자 하였다. 마지막으로 ZnO 나노와이어의 구조적, 광학적 특성 평가를 하기위해 XRD, FE-SEM, PL 등을 이용하여 측정 하였고, 향후 나노발전기, 태양전지 등 여러 광학기기 등에 전극재료로서 응용 가능성에 대해 알아보고자 하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.43 no.6
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• pp.636-643
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• 1999

Green-emission intensity of a $Zn_{2-x}Mn_xSiO_4$ phosphor, which is a potential candidate as a green component in PDP device, significantly increases provided that the compound is additionally heat treated at 900$^{\circ}C$ after solid state reaction at 1300$^{\circ}C$. In order to verify origin of such an intensity enhancement after the additional heat treatment in association with the electronic and local structural change at around Mn ions, the Mn K-edge X-ray absorption spectra were recorded. From the analyses of the preedge peak corresponding to $1s{\rightarrow}3d$ bound state transition and XANES spectrum, it is known that most Mn ions are in +2 oxidation state and substitute Zn ion site regardless of the thermal treatment. In addition, EXAFS analyses revealed that Mn ions formed $MnO_4$ tetrahedra with the Mn-O bond length shortened by 0.01${\AA}$ and with reduced Debye-Waller factor in the thermally treated sample.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.355-356
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• 2008

In this work, ZnO films doped with different contents of Indium (0.1at.%, 0.3at.%, 0.6at.%, respectively) were deposited on Si (111) substrate that has 1~20 $\Omega$cm by pulsed laser deposition (PLD) at $600^{\circ}C$ for 30min. The thickness of the films are about 250 nm. The structural, optical and electrical properties of the films were investigated using X-ray Diffraction (XRD), Atomic force microscope (AFM), Photoluminescence (PL) and Hall measurement. It has been found that RMS of the films is decreased and grain size is increased with increasing the contents of doped Indium. The results of the Photoluminescence properties were indicated that the films have UV emission about 380nm and shows a little red shitf with increasing contents of doped indium. The result of the Hall measurement shows that the concentration and resisitivity in doped ZnO are as changing as one order, respectively ${\sim}10^{18}/cm^2$, ${\sim}10^{-2}cm{\Omega}cm$.