• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.498-500
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• 2014

EDISON 나노물리 사이트에 탑재된 Drift-Diffusion 기반 bulk P/N Junction Diode 특성 해석용 SW를 이용해 P-N접합의 특성을 파악해보았다. n과 p영역에서의 순수 도너와 억셉터 농도를 통해 내부 전위 장벽을 구한다. 구한 내부 전위 장벽을 통해 공핍폭 W를 구할 수 있다. 이 논문에서는 일방접합의 공핍영역폭을 표현하는 식과 시뮬레이션을 통해 얻어진 공핍영역폭을 비교 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-67
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• 2010

본 연구에서는 P3HT와 PCBM 물질을 전자도너와 억셉터 광활성층 물질로 사용하여 벌크이종접합 구조를 갖는 Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT-PCBM/Al 구조의 유기박막태양전지를 제작하였다. P3HT와 PCBM은 각각 0.5 wt%의 농도로 톨루엔 용액에 용해하였다. 광활성층 농도를 최적화하기 위하여 P3HT:PCBM= 3:4, 4:4, 4:3 wt%의 농도비로 소자를 제작하고, 농도비에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 또한 활성층의 후속열처리 온도가 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. P3HT와 PCBM의 농도비가 4:4 wt%의 비율에서 가장 우수한 전기적 특성을 나타내었으며, 이때 단락전류밀도 ($J_{SC}$), 개방전압 ($V_{OC}$), 및 충실인자 (FF)는 4.7 $mA/cm^2$, 0.48 V 및 43.1%를 각각 나타내었다. 또한 전력변환효율(PCE)은 0.97%의 값을 얻었다. 최적화된 농도비를 갖는 태양전지 소자에 대해 $150^{\circ}C$에서 5분, 10분, 15분, 20분간 후속 열처리를 실시한 결과 P3HT 전자도너의 흡광계수가 증가하는 경향을 보였다. 후속 열처리 조건이 $150^{\circ}C$에서 15분인 경우 전기적 특성이 열처리 하지 않은 소자에 비해 특성이 개선되었다. 즉, 이때의 전기적 특성은 $J_{SC},\;V_{OC}$, FF, PCE의 값이 각각 7.8 $mA/cm^2$, 0.55 V, 47%, 2.0%를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.12-18
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• 1992

등온용량과도분광법(Isothermal Capacitance Transient spectroscopy)을 이용하여 ZnO 바리스터의 포획준위를 결정하였다. 여기서 등온용량과도분광기는 YHP 4192A 임피던스 Analyzer와 데이터해석을 위한 개인용 컴퓨터로 구성된다. 이 실험에서 우리는 $ZnO-Bi_2O_3$에 MnO 및 CoO를 첨가한계에서 $-40^{\circ}C~60^{\circ}C$ 온도범위에서 0.28, 0.48, 0.50, 0.94eV 등의 입계포획준위가 존재함을 볼 수 있었다. 또한, $ZnO-Bi_2O_3$계는 CoO를 첨가하면 hole에 의한 emission특성을 나타내고, MnO를 첨가하면 전자에 의한 emission특성을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 비 직선저항계수 $\alpha$는 도너농도의 감소에 직접적으로 비례하였으나, 포획준위의 밀도와는 별다른 비례관계를 발견할 수 없었다. 결론적으로 $ZnO-Bi_2O_3-MnO$계에 CoO를 첨가함에 따라 $\alpha$값이 증가하는 한편, 포획준위밀도는 CoO의 첨가로 감소함을 알 수 있었다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권3호
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• pp.284-294
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• 1992

합성용질확산법으로 GaP단결정을 성장시키고 몇가지 성질을 조사하였다. 정지상태에서 결정의 성장속도는 1.75[mm/day]이었고 결정성장용 석영관을 전기로내에서 하강시키므로써 양질의 GaP 단결정을 성장하였다. 에치피트밀도는 결정의 성장축 방향으로 3.8*$10^{4}$[$cm^{-2}$]부터 2.3*$10^{5}$[$cm^{-2}$] 까지 증가하였다. 성장된 GaP결정의 이동도와 캐리어농도는 실온에서 197.49[$cm^{2}$/V.sec]와 6.75*$10^{15}$[$cm^{-3}$]이었고 77K의 온도에서는 266.91[$cm^{2}$ /V.sec]와 3.13*$10^{14}$[$cm^{-3}$]이었다. 에너지갭의 온도의존성은 실험적으로 $E_{g}$(T)=2.3383-(6.082*$10^{-4}$) $T^{2}$/(373.096+T)[eV]로 구하여졌다. 저온에서 측정된 광루미네센스 스펙트럼은 구속된 여기자의 복사재결합과 재결합 과정에 포논의 참여로 인하여 에너지갭 부근의 복잡한 선 스펙트럼이 나타났고 얕은 준위의 Si도너와 Zn억셉터준위 사이에서의 복사재결합 및 이에 대한 1LO, 2LO의 포논복제가 나타났으며 S $i_{Ga}$ -S $i_{p}$의 쌍방출에 의하여 1.8932[eV]에서 넓은 반치전폭의 피크가 나타났다. GaP의 적외선 흡수는 TO, LO, LA, T $A_{1}$, T $A_{2}$ 포논들의 이중결합모드와 G $a_{2}$O의 진동모드 및 Si도너와 Zn억셉터들에 의하여 일어났다. Zn를 확산시키어 제작한 p-n GaP발광다이오드는 실온에서의 발광중심피크가 6250[.angs.]이었고 최대광출력은 0.0916[mW], 양자효율은 0.51%이었다.이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.48-56
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• 1998

Pr\ulcornerO\ulcorner-based ZnO varistors were fabricated in the range of $Y_2$O$_3$additive content from 0.5 to 4.0mol%, and its microstructure and electrical properties were investigated. Yttrium was distributed nearly in the grain boundaries and the cluster phase formed at nodal point but more in cluster phase. The average grain size was decreased markedly from 34.9 to 8.6${\mu}{\textrm}{m}$ with increasing $Y_2$O$_3$additive content. It is believed that the decrease of grain size is attributed to the formation of cluster phase and the weakening of driving force for liquid sintering. As a result, $Y_2$O$_3$was acted as the inhibitor of the grain growth. With increasing $Y_2$O$_3$additive content, the varistor voltage, the activation energy, and the nonlinear exponent increased whereas the leakage current decreased, especially 4.0mol% $Y_2$O$_3$-added varistor exhibited very good I-V characteristics; nonlinear exponent 87.42 and leakage current 46.77nA. On the other hand, as $Y_2$O$_3$additive content increases, the varistor showed tendency of the salient decrease for donor concentration and the increase for barrier height. Conclusively, it is estimated that ZnO:Pr varistor compositions added more than 2.0mol% $Y_2$O$_3$are to be used to fabricate useful varistors.

• 한국재료학회지
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• 제6권5호
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• pp.457-461
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• 1996

HVPE(hydride vapor phase epitaxy)법을 이용하여 C(0001)면의 사파이어 기판위에 GaN 박막을 성장하였다. 110$0^{\circ}C$의 온도에서 박막의 성장률은 120$\mu\textrm{m}$/hr이었고, 사파이어 기판과 GaN사이의 격자상수와 열팽창계수차로 인하여 많은 크랙이 존재하였다. 두께가 20$\mu\textrm{m}$인 GaN의 (0002)면에 대한 X-선 회절피크의 반치폭은 576초 이었다. 10K의 온도에서 측정된 광루미네센스 스펙트럼에서는 강한 강도의 속박여기자에 의한 피크(I2)와 약한 강도의 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합에 의한 피크가 나타났으며, 깊은 준위로부터의 발광은 검출되지 않았다. GaN 박막의 전기전도형은 n형 이었고, 전자이동도와 캐리어농도는 각각 72$\textrm{cm}^2$/V-sec와 6x1018cm-3이었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.903-906
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• 1999

고 농도의 반송자가 존재하는 영역에서의 지배적인 산란 효과인 억셉터 및 도너 산란과 반송자-반송자 산란, Screening 효과를 수치적으로 구현하는 방법을 제안한다. 또한 높은 바이어스가 인가된 경우 Slotboom 변수를 사용함으로써 발생하는 부동 소숫점 한계를 극복하기 위한 척도변환 방법을 제안한다. 구현된 모델의 정확성을 검증하기 위해서 자체 개발된 소자 시뮬레이터인 BANDIS를 이용하여, 척도변환에 대해서 n-MOSFET 소자로 17〔V〕이상에서도 모의실험이 가능함을 보였고, 전력 BJT 소자에 대해서 Philips Unified 이동도 모델의 모의 실험 결과, 상업용 2차원 소자 시뮬레이터인 MEDICI에 비해 척도변환은 최대 12%, Philips Unified 이동도는 최대 2.8%이내의 상대오차를 보였다

• 한국결정성장학회지
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• 제19권2호
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• pp.75-78
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• 2009

PBN 도가니를 이용하여 Si이 도핑된 GaAs 단결정을 수직경사 응고법으로 성장시켰다. PBN 도가니에 산화막인 $B_{2}O_{3}$의 양을 $0{\sim}0.2wt%$ 범위에서 변화시키면서, 성장 후 캐리어 농도를 측정하였다. $B_{2}O_{3}$ 첨가량이 증가함에 따라, 초기 0.1 정도의 Si 도판트의 편석계수는 0.01 부근까지 급격히 감소하고, 동시에 캐리어 농도도 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 성장도중 도판트인 Si이 $B_{2}O_{3}$과 반응하며 도너인 Si 양을 감소시키며, 동시에 억셉터인 B 양을 증가시키기 때문으로 보인다. 한편 PBN 도가니 내면에 얇은 유리질의 $B_{2}O_{3}$층 형성이 용이한 고온 산화막 처리가 결함감소에 효과적임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.79-79
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• 2000

탄화규소는 그 전기적, 열적 기계적 안정성 때문에 새로운 반도체 재료로서 주목받고 있는 물질이다. 탄화규소를 이용하여 전자소자를 제조하기 위해서는 ohmic 접촉과 Schottky 접촉을 형성하는 전극물질의 개발이 선행되어야 하며, 고온, 고주파, 고출력용 반도체 소자를 제조하기 위해서는 전극의 고온 안정성 확보가 필수적이다. 따라서 탄화규소 소자의 응용범위는 전극에 의해서 제한된다고 할 수 있다. 일반적으로 전극을 증착한 후 원하는 접촉 특성을 얻기 위해서는 열처리 과정을 거쳐야 하며 접촉의 특성이 열처리에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 열처리가 금속/탄화규소 접촉의 특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 바탕으로 우수한 Schottky 다이오드의 제작 가능성을 타진해보고자 하였다. 유기실리콘 화합물 원료인 TEMSM(bis-trimethysilylmethane)을 사용하여 실리콘 기판위에 단결정 $eta$-Sic 박막을 증착하였다. 기판의 영향을 줄이기 위하여 $\beta$-Sic 박막의 두께가 $1.5mu extrm{m}$ 이상인 시편을 사용하였다. 전극으로는 Pt를 사용하였으며, 전극 증착은 DC magnetron sputter를 이용하였다. 전기적인 특성을 분석하기 위하여 전류-전압, 커패시턴스-전압 특성을 분석하였고, XRD와 AES를 이용하여 계면에서의 반응을 알아보았다. Hall 측정 결과 모든 $\beta$-Sic 박막은 약 2$\times$1018cm-3 정도의 도핑 농도를 갖는 n형 탄화규소임을 확인하였다. Pt/$\beta$-Sic 접촉은 열처리 전에는 ohmic 접촉 특성을 보였으나 열처리 후에는 Schottky 접촉의 특성을 나타냈다. 전기적 특성 분석을 통하여 열처리 온도가 증가할수록 에너지 장벽의 높이가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이상적인 Pt/$\beta$-Sic 접촉의 특성을 보이는 것은 전극 증착시 sputtering에 의하여 계면에 발생한 결함이 도너의 역할을 하여 에너지 장벽의 두께를 감소시켜 tunneling을 촉진하기 때문인 것으로 판단된다. 열처리 후 접촉 특성이 변화하는 것은 이러한 결함들의 소멸 때문으로 생각된다. AES 분석을 통하여 열처리시 Pt가 $\beta$-Sic 내부로 확산하는 것을 알 수 있었으며, 이 때 Pt가 $\beta$-Sic 와 반응하여 계면에 실리사이드가 형성됨으로써 Pt/$\beta$-Sic 계면이 보다 안정한 탄화규소 박막 내부로 이동하게 되고 계면의 결함 농도가 줄어드는 것이 접촉 특성 변화의 원인이라 할 수 있다. 열처리 온도가 증가함에 따라 계면이 점점 $\beta$-Sic 내부로 이동하여 결함농도가 낮아지기 때문에 tunneling 효과가 감소하여 에너지 장벽이 높아지게 된다. Pt를 ohmic 접촉과 Schottky 접촉 전극물질로 이용하여 제작한 Schottky 다이오드는 ohmic 접촉 형성시 Schottky 접촉에 발생하는 wputtering 손상에 의하여 좋은 정류특성을 얻지 못하였다. 따라서 chmic 접촉 전에 Schottky 접촉의 passivation이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.159-159
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• 2010

본 논문은 테라헤르츠 소스로 저온 InGaAs를 대체하기 위한 저온 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 실리콘(Si) 도핑 농도에 따른 광학적 특성 변화를 photoluminescence (PL)과 time-resolved PL (TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 시료는 분자선 엑피탁시 (molecular beam epitaxy)법으로 GaAs 기판 위에 약 $420^{\circ}C$에서 $3.7\;{\mu}m$ 두께 성장하였다. Si은 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 시료에서 도핑 농도가 낮을 때는 어셉터(acceptor)로 작용하다가 도핑 농도가 증가함에 따라 도너(donor)로 작용하였다. 본 연구에 사용한 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 시료의 Si 도핑 농도는 $4.5{\times}10^{16}\;cm^{-3}$ (n형), $4{\times}10^{16}\;cm^{-3}$ (n형), $8{\times}10^{15}\;cm^{-3}$ (n형), $1{\times}10^{15}\;cm^{-3}$ (p형), $4{\times}10^{14}\;cm^{-3}$ (p형)인 다섯 개의 시료를 사용하였다. Si 도핑한 시료의 PL 피크는 undoped 시료보다 약 100-200 nm 단파장에서 나타나고 PL 세기도 크게 증가하였다. 그러나 Si 도핑 농도가 가장 낮은 n형과 p형 시료의 PL 피크가 가장 짧은 파장 (높은 에너지)에 나타나고 도핑 농도가 증가함에 따라 장파장으로 이동함을 보였다. n형 시료의 도핑 농도가 $8{\times}10^{15}\;cm^{-3}$에서 $4.5{\times}10^{16}\;cm^{-3}$로 증가하였을 때 PL 피크는 1232 nm에서 1288 nm까지 장파장쪽으로 이동하였으며, p형 시료는 도핑 농도가 $4{\times}10^{14}\;cm^{-3}$에서 $1{\times}10^{15}\;cm^{-3}$로 증가하였을 때 PL 피크가 1248 nm에서 1314 nm로 이동함을 보였다. 또한 시료 온도에 따른 PL 결과는 온도가 증가함에 따라 PL 피크는 장파장으로 이동하면서 PL 세기는 급격하게 감소하고 약 100 - 150 K에서 소멸하였다. 그러나 ~1500 nm 이상 장파장 영역에 매우 넓은 새로운 피크가 나타났으며 온도가 증가함에 따라 PL 세기가 증가함을 확인하였다. Si 도핑 농도에 따른 운반자 수명시간 변화를 TRPL을 이용하여 측정하였다. 운반자 수명시간은 double exponential function을 이용하여 얻었다. Si 도핑 시료의 운반자 수명시간이 undoped 시료에 비해 매우 길게 나타났으며, Si 도핑 시료에서는 p형 시료들보다 n형 시료들의 운반자 수명시간이 길게 나타났다. PL 방출파장에 따른 운반자 수명시간은 Si 도핑 농도에 따라 다르게 나타났다. 이러한 PL과 TRPL 결과로부터 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 발광 특성 및 운반자 동역학은 Si 도핑에 크게 영향을 받는다는 것을 확인하였다.