• 제목/요약/키워드: 접합의 깊이

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Growth of InGaP on Ge substrates by metalorganic chemical vapor deposition for triple junction solar cells

  • 이상수;양창재;신건욱;윤의준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.133-133
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    • 2010
  • 3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

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레이져 어닐링을 이용한 낮은 면저항의 극히 얕은 접합 형성 (Ultra shallow function Formation of Low Sheet Resistance Using by Laser Annealing)

  • 정은식;배지철;이용재
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.349-352
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    • 2001
  • 본 논문은 기가 SRAM급 이상의 초고집적을- 위한 0.1$\mu\textrm{m}$의 설계치수를 갖는 MOSFET의 게이트 영역에서 활성 부분의 면저항을 감소시키기 위해 n영역으로 비소를 이온 주입하였다. 어닐링은 급속 열처리 공정 방법과 엑시머 레이져 어닐링 방법을 이용하였으며, 극히 얕은 접합의 형성이 가능하였다. 얕은 접합 형성 깊이는 10~20nm이며, 비소의 주입량은 2$\times$$10^{14}$ $\textrm{cm}^2$이고, 레이져는 엑시머이며 소스는 KrF로 파장은 248mm로 어닐링 하였다. 극히 얕은 P/N$^{+}$ 접합 깊이가 15nm이며, 이때 1k$\Omega$/$\square$의 낮은 면저항 특성을 갖는 결과가 나타났다.

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$n^+ -p$ 접합에서 위치함수인 유전율을 고려한 경우 접합깊이가 전하밀도에 미치는 영향 (The Effect of Junction Depth on the Charge Density in $n^+ -p$ junction with Consideration of Position dependent Dielectric Constant)

  • 김충원;한백형
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.260-264
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    • 1987
  • Gaussian $n^{+}$-p집합에 대해 위치함수인 유전율을 고려한 Poisson's equation의 일반적인 형태를 수치적으로 풀어 접합깊이가 전하밀도에 미치는 영향을 살펴 보았다. 또한 유전율의 변화에 기인한 전하 쌍극자의 해석적인 모델을 제시하였다.

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박막 접합 형성을 위한 열처리 방법에 관한 연구 ((A Study on the Annealing Methods for the Formation of Shallow Junctions))

  • 한명석;김재영;이충근;홍신남
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권1호
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    • pp.31-36
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    • 2002
  • 낮은 에너지의 보론 이온을 선비정질화된 실리콘 기판과 단결정 기판에 이온 주입하여 0.2μm 정도의 접합 깊이를 갖는 박막의 P/sup +/-n 접합을 형성하였다 이온주입에 의한 결정결함의 제거 및 주입된 보론 이온의 활성화를 위해 급속 열처리기를 이용하였으며, BPSC(bore-phosphosilicate glass)를 흐르도록 하기 위해 노 열처리를 도입하였다. 선비정질화 이온주입은 45keV, 3×10/sup 14/cm/sup -2/ Ge 이온을 사용하였으며, p형 불순물로는 BF2 이온을 20keV, 2×10/sup 15/cm /sup -2/로 이온주입 하였다. 급속 열처리와 노 열처리 조건은 각각 1000。C/ 10초와 850。C/4O분이었다. 형성된 접합의 접합깊이는 SIMS와 ASR로 측정하였으며, 4-point probe로 면 저항을 측정하였다. 또한 전기적인 특성은 다이오드에 역방향 전압을 인가하여 측정된 누설전류로 분석하였다. 측정 결과를 살펴보면, 급속 열처리만을 수행하여도 양호한 접합 특성을 나타내나, 급속 열처리와 노 열처리를 함께 고려해야 할 경우에는 노 열처리 후에 급속 열처리를 수행하는 공정이 급속 열처리 후에 노 열처리를 수행하는 경우보다 더 우수한 박막 접합 특성을 나타내었다.

미세유체소자용 유리/유리 웨이퍼 접합 및 접합강도 평가 (A study on glass/glass wafer bonding and bonding strength for micro fluidic device)

  • 신규식;박준식;장석원;박효덕;강성군;송영화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1917-1919
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    • 2003
  • 본 연구에서는 바이오 및 환경 분야에 적용 가능한 미세 유체소자 제작에 있어서 4" 유리 / 유리 웨이퍼접합을 시도하였으며, 접합결과 90%이상의 접합면적을 보였다. 접합된 샘플을 산 및 알카리 조건에 따른 인장시험결과 모든 조건에서 약 $2kgf/mm^2$ 이상의 접합강도를 보였으며 파괴는 접합면이 아닌 모재에서 발생되었다. 또한 미세유체소자 제작에 있어서 초음파를 이용하여 유리를 가공하였으며, 폭 $300{\mu}m$, 깊이 $200{\mu}m$의 미세채널을 제작하였다.

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스테인레스 박강판의 레이저 점용접부 형상예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Laser Spot Weld Shapes of Thin Stainless Steel Sheet)

  • 강형식;홍성준;전태옥;장원석;나석주
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.102-108
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    • 1998
  • 본 논문에서는 Nd-YAG 레이저 용접 프로세스를 이용하여 두께가 다른 STS304스테인레스 박강판을 대상으로한 점용접에 관한 연구로서, 레이저 용접은 미소부위에 효율적인 접합가공이 가능한 공정으로 비접촉식 가열원을 이용하기 때문에 접합공정 중 기계적 변형이 없고, 레이저 빔을 국부가열원으로 하여 매우 좁은 부분에 제한적으로 열을 가할 수 있어서 강한 금속적 결합이 요구되는 소형부품의 접합에 이용될 수 있다. 뿐만 아니라 공정 변수들을 변화시켜 실제 접합부에 들어 가는 입열량을 쉽게 제어할 수 있다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 1mm이하의 스테인레스 박판에 대한 레이저 점용접을 FDM과 신경회로망을 이용하여 해석하고 용접부의 너겟 크기, 용접부 깊이 등의 형상을 예측하였다. 또한 레이저 점용접에 있어서의 주요 변수인 펄스 에너지, 펄스 타임, 박판의 두께, 두 판사이의 간극크기 등득 변화시켜 실험하고 수치해석을 검증하기 위하여 여러 가지 강에 대한 레이저 점용접 실험을 수행하였다. 또한 수치해석 시뮬레이션을 위하여 윈도우 프로그래밍을 개발하였다.

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저에너지 이온 주입 방법으로 형성된 박막$ p^+-n$ 접합의 열처리 조건에 따른 특성 (The effect of annealing conditions on ultra shallow $ p^+-n$ junctions formed by low energy ion implantation)

  • 김재영;이충근;홍신남
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권5호
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    • pp.37-42
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    • 2004
  • 본 논문에서는 선비정질화, 저에너지 이온 주입, 이중 열처리 공정을 이용하여 p/sup +/-n 박막 접합을 형성하였다. Ge 이온을 이용하여 결정 Si 기판을 선비정질화하였다. 선비정질화된 시편과 결정 기판에 p-형 불순물인 BF₂이온을 주입하여 접합을 형성하였다. 열처리는 급속 열처리 (RTA : rapid thermal anneal) 방법과 850℃의 노 열처리 (FA : furnace anneal) 방법을 병행하였다. 두 단계의 이중 열처리 방법으로 네 가지 조건을 사용하였는데, 이는 RTA(750℃/10초)+Ft, FA+RTA(750℃/10초), RTA(1000℃/10초)+F4 FA+RTA(1000℃/10초)이다. Ge 선비정질화를 통하여 시편의 접합 깊이를 감소시킬 수 있었다. RTA 온도가 1000℃인 경우에는 RTA보다는 FA를 먼저 수행하는 것이 접합 깊이(x/sub j/), 면저항(R/sub s/), R/sub s/ x/sub j/, 누설 전류 등의 모든 면에서 유리함을 알 수 있었다.

게이트-드레인 용량측정에 의한 수평농도 분포추출

  • 허성희;한철희
    • 전기의세계
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    • 제39권12호
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    • pp.63-67
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    • 1990
  • MOSFET의 드레인 불순물 농도 분포는 hot carrier효과 및 드레인 누설전류 특성에서 중요한 요소가 된다. 특히 MOSFET의 게이트 아래 부분의 수평 농도는 게이트 전압에 의한 누설전류 특성에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다.[1][2]. 보통의 수직농도분포는 SIMS기법, ARS 방법등을 이용하여 측정이 가능하다. 그러나, 수평 불순물 농도분포는 실험적으로 구하는 방법이 없었고 보통 이차원 공정 시뮬레이션(MINIMOS, SUPRA등)을 통하여 산출하였다. 최근 드레인의 수평 불순물 농도분포를 게이트와 드레인 사이의 용량 측정에 의해 구하는 방법이 제시되었다[3]. 이방법에서는 농도가 높은 경우에는 수평접합깊이를 절대적인 값으로 구하지 못하였다. 본 논문에서는 게이트-드레인간 용량 측정에 의해 수평접합깊이를 구하고 그 농도분포를 추출하는 방법을 제시하고, ASR방법에 의해 측정된 수직 불순물 농도분포와 비교하고 검토한다.

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광 커넥터 접합면의 스크래치가 삽입손실에 미치는 영향 (Effect of scratches on optical connector interface surface on the insertion loss)

  • 윤영민;윤정현;김부균;신영곤;송국현
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.287-292
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    • 2004
  • 광 커넥터 접합면의 스크래치가 삽입손실에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 광파의 투과계수가 스크래치의 깊이에 따라 선형적으로 변화한다고 가정하고 스크래치의 기하학적 파라미터들의 함수로 표현된 광 커넥터의 삽입손실을 계산하는 모델을 제시하였다. 3D Optical interferometry surface profiler를 이용하여 임의로 발생된 스크래치의 위치, 폭과 깊이와 같은 기하학적 파라미터들을 측정하였다. 측정된 삽입손실과 제안된 모델을 이용하여 계산한 삽입손실을 비교하여 스크래치의 깊이에 따라 선형적으로 변화하는 투과계수 식을 구하였다. 깊이에 따른 투과계수 식과 제시된 모델을 이용하여 스크래치로 인한 삽입손실을 스크래치의 위치, 폭과 깊이의 함수로 계산하였다. 스크래치가 코어 중심에서 코어 반경의 2배 정도를 벗어난 위치에 존재하면 삽입손실에 영향을 거의 주지 않음을 확인하였다.