• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.27 no.10
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• pp.648-652
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• 2014

We have investigated the effect of electrical properties of amorphous InGaZnO thin film transistors (a-IGZO TFTs) by post thermal annealing in $O_2$ ambient. The post-annealed in $O_2$ ambient a-IGZOTFT is found to be more stable to be used for oxide-based TFT devices, and has better performance, such as the on/off current ratios, sub-threshold voltage gate swing, and, as well as reasonable threshold voltage, than others do. The interface trap density is controlled to achieve the optimum value of TFT transfer and output characteristics. The device performance is significantly affected by adjusting the annealing condition. This effect is closely related with the modulation annealing method by reducing the localized trapping carriers and defect centers at the interface or in the channel layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.477-477
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• 2010

태양전지용 TCO(Transfer Conductivity Oxide)는 가시광선 영역에서 높은 광 투과도(optical transmittance), 낮은 저항(resistivity), 우수한 박막 표면 거칠기(roughness) 등의 특성이 요구된다. 현재 가장 많이 사용되는 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)가 보편적이다. 하지만 ITO에 사용되는 원료 재료인 In이 상대적으로 열적 안정성이 낮아 제조과정에서 필수적으로 수반되는 열처리가 제한적이며, 높은 원료 단가로 인하여 경제적인 측면에서 약점으로 지적되고 있다. 이러한 ITO 투명전극의 대체 재료로서 최근 ZnO 박막의 연구가 활발히 이루어지고 있다. MOCVD(Metal-Organic chemical vapor deposition)로 Soda lime glass 기판위에 약 900nm의 두께로 증착한 BZO(Boron-zinc-oxide)박막을 수소 플라즈마 처리공정을 한 뒤 산소 플라즈마를 이용하여 재처리 하였다. 산소 플라즈마 처리 공정은 RIE(Reactive Ion Etching)방식의 플라즈마 처리 장치를 사용하였고 공정 조건은 13.56 MHz의 RF주파수를 사용하여 RF 전력, 압력, 기판 온도 등을 변화시켜 BZO 박막의 전기적 특성을 측정 및 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.5
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• pp.976-985
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• 2002

The purpose of this paper is that the roughness(Rrms = 31$\AA$, Rp-v = 270$\AA$) of ITO thin film deposited by sputtering method for OELD is improved to Rrms $\leq$ 10$\AA$, Rp-v $\leq$ 80$\AA$ by chemical mechanical polishing(CMP). First, ITO thin films are polished with a variety of consumables (Pads, Slurries) to choose proper some for the roughness improvement and the CMP mechanism of ITO thin films is demonstrated on the ground of the experiment results. Henceforth, the CMP characteristics (Removal rate, Non-uniformity) of chosen consumables are evaluated according to processing conditions (Polishing pressures, Table velocities) and suitable conditions for ITO film CMP are selected. Finally, the electrical and optical properties (Sheet resistance, Transmittance) of ITO thin films are investigated to verify whether or not ITO thin film are still suitable for OELD after polished.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.62.1-62.1
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• 2011

현재 상용화된 LED 또는 태양전지 등의 투명전극(TCO, transparent couducting oxide)재료로 높은 전기전도도와 광투과도를 갖는 ITO (Indium Tin Oxide)가 많이 채택되고 있다. 그러나 이에 사용되는 Indium의 단가가 높다는 문제점이 있어 이를 대체하기 위한 물질의 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 Aluminum을 doping한 ZnO (AZO)는 우수한 전기적, 광학적 특성 등으로 인해 ITO를 대체할 차세대 TCO 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 sol-gel법을 및 direct patterning법을 이용하여 moth-eye 패턴을 포함하는 AZO 박막을 제작하였다. AZO sol을 제작하기 위하여 2-methoxyethanol, zinc acetate dihydrate 및 doping source로 aluminum nitrate nonahydrate를 사용하였다. 또한 광추출 향상 효과를 갖는 moth-eye 구조의 master stamp를 Polydimethyl siloxane(PDMS)를 이용하여 역상 moth-eye 구조의 mold를 복제하였으며, 이 복제된 mold와 제작된 AZO sol을 이용한 direct patterning법을 통해 나노급 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층을 형성하였다. 제작된 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층의 전기적 특성 평가를 위해, 4-point probe 측정 및 Hall measurement를 시행하였으며, 광학적 특성을 확인하기 위하여 UV-Visable spectrometer를 이용하여 투과도를 측정하였다. 본 연구를 통해 현재 상용화된 광전자 소자에 사용되고 있는 ITO 투명전극을 대체할 차세대 투명전극으로써 AZO 박막의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.93-93
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• 2011

The Indium Zinc Tin Oxide (IZTO) and Indium Tin Oxide (ITO) thin films are grown on PI substrate at different substrate temperature by pulsed DC magnetron sputtering with a sintered ceramic target of IZTO (In2O3 70 wt.%, ZnO 15 wt.%, SnO2 15 wt.%) and ITO (In2O3 90wt.%, SnO2 10wt.%). The structural, electrical, and optical properties are investigated. The IZTO thin films deposited at low temperature showed relatively low electrical resistivity compared to ITO thin films deposited at low temperature. As a result, we could prepare the IZTO thin films with the resistivity as low as $5.6{\times}10^{-4}({\Omega}{\cdot}m)$. Both of the films deposited on PI substrate showed an average transmittance over 80% in visible range (400.800nm). Overall, IZTO thin film is a promising candidate as an alternative TCO material to ITO in flexible and OLED devices.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.19 no.6
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• pp.552-557
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• 2006

Electrical, optical, surface, and structural properties of amorphous indium-zinc-oxide (a-IZO) grown by box cathode sputtering (BCS) were compared with crystalline indium-tin-oxide (c-ITO) anode films grown by conventional DC sputtering (DCS). Although x-ray diffraction plot of BCS-grown IZO film shows amorphous structure, the optical and electrical properties of a-IZO is comparable to those of c-ITO film. In particular, BCS-grown IZO films shows very smooth surface without defects such as pin hole and cracks because most of the energy of the sputtered atoms was confined in high density plasma region in box cathode gun. Furthermore polymer organic light emitting diodes (POLED) with the a-IZO anode film shows better electrical properties than that of POLED with the c-ITO anode film due to high work function and smooth surface of a-IZO. This suggested that BCS-grown a-IZO film is promising anode materials substituting conventional c-ITO anode in OLED and flexible displays.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.214-214
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• 2010

Indium-tin-oxide(ITO)는 평판디스플레이 산업이 성장함에 따라 그 수요는 계속 늘고 있지만 세계적으로 In의 매장량의 한계로 그 단가가 매우 높다. 또한 ITO는 플렉시블 디스플레이에 적용함에 있어서 고온 공정으로 인해 많은 단점을 보이고 있어 이를 대체할 새로운 투명전극의 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 IZTO($In_2O_3$:ZnO:$SnO_2$=80:10:10 wt.%)의 In 량을 절감한 조성의 타겟을 제조하였다. 그리고 유리기판 위에 IZTO 박막을 펄스 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 증착압력과 활성 산소의 분압을 변화시키며 증착하였다. 증착압력의 변화는 3mTorr~8mTorr 범위에서 제어하였고 활성 산소의 분압은 0%~3% 범위에서 제어하였으며 기판의 온도의 제어 없이 상온에서 증착하였다. 증착한 박막은 전기적, 광학적 및 구조적 특성 등을 조사하였다. 증착압력 6mTorr와 산소분압 2%의 조건에서 비저항은 $5.07{\times}10^{-4}\;({\Omega}{\cdot}cm)$, 캐리어 농도는 $2.96{\times}10^{20}(cm^{-3})$, 이동도는 $41.6(cm^{-2}/Vs)$로 가장 좋은 전기적 특성을 보였다. 박막의 투과율을 측정한 결과 평균 85% (400nm~800nm)이상의 우수한 광학적 특성을 보였다. 또한 이 IZTO 박막을 이용하여 OLED 소자를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 조사 결과 플렉시블 디스플레이 분야에서 IZTO 박막은 In 절감효과와 상온 공정에서 우수한 투명전극 특성을 보여 ITO를 대체할 물질로 가능성을 보여주었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.6
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• pp.351-359
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• 2015

Next-generation displays should be transparent and flexible as well as having high resolution and frame number. The main factor for active matrix organic light emitting diode and next-generation displays is the development of TFTs (thin-film transistors) with high mobility and large area uniformity. The TFTs used for transparent displays are mainly oxide TFT that has oxide semiconductor as channel layer. Zinc-oxide based substances such as indium-gallium-zinc-oxide has attracted attention in the display industry. In this paper, the mobility improvement of low cost oxide TFT is studied for fast operating next-generation displays by overcoming disadvantages of amorphous silicon TFT that has low mobility and poly silicon TFT that requires expensive equipment for complex process and doping process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.141-141
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• 2012

The electronic and optical properties of Indium Zinc Tin Oxide (IZTO) thin films using gas environment were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and reflection electron energy loss spectroscopy (REELS). REELS spectra revealed that the band gaps of IZTO thin films are 3.26, 3.07, and 3.46 eV for water mixed with oxygen, argon mixed with oxygen, and air environments, respectively. The measured band gaps by REELS are consistent with the optical band gaps obtained by UV-Spectrometer. The optical properties represented by the dielectric function $\mathfrak{m}$, the refractive index n, the extinction coefficient k, and the transmission coefficient T of the IZTO thin films with different gas environments were determined from a quantitative analysis of REELS spectra. The calculated transmission from quantitative analysis of REELS spectra shows good agreement with transmission measured by UV-spectrometer. The transmission values of 89% and low electrical resistivity of $3.55{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ have been achieved for argon mixed with oxygen which indicates that the gas enviroment plays an important role in improving the electronic and optical properties of films.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.96-96
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• 2009

투명전도막은 FPD의 전자부품에서 전극으로 널리 사용되고 있으며 현재 대부분의 투명전도막으로는 ITO가 사용되고 있다. 하지만, ITO에 사용되는 In은 희유금속으로 지속적인 사용량 증가로 가격의 급등과 더불어 수급 불안정으로 인해 In을 대체하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 그러나 $In_2O_3$를 대체한 ZnO계 등은 비저항이 높아 대체 적용이 가능하지 못하고 있다. 이에 In의 양을 줄이면서 상대적으로 저가이면서 광학적 특성이 우수한 ZnO을 첨가하여 기존의 ITO에 상응하는 전기전도도와 광투과율을 얻을 수 있는 새로운 3성분계 TCO 에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구그룹은 $In_2O_3$을 기본 조성으로 하는 $In_2O_3-ZnO-SnO_2$계를 선정하여 IZTO target을 제조 후 RF magnetron sputtering 방법으로 투명전도막을 제작하였다. 본 연구에서는 RF 파워와 동작압력, 동작시간 그리고 열처리온도의 증착 조건에 따른 IZTO 박막의 특성을 평가하였다. 박막의 특성 및 표면 미세구조를 관찰하기 위해 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하였으며, XRD(X-ray diffraction)을 이용하여 결정성을 분석하였고, 4 point-prove, Hall effect measurement와 UV/Visible spectrometer를 통해 전기적, 광학적 특성을 평가하였다.