• 제목/요약/키워드: Doping width

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InAs/GaSb 제2형 응력 초격자 nBn 장적외선 검출소자 설계, 제작 및 특성평가 (nBn Based InAs/GaSb Type II Superlattice Detectors with an N-type Barrier Doping for the Long Wave Infrared Detection)

  • 김하술;이훈
    • 한국진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.327-334
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    • 2013
  • InAs/GaSb 제2형 응력 초격자(strained layer type II superlattice, T2SL)을 이용한 nBn 구조 장적외선 검출소자의 설계 및 제작을 하였다. InAs와 GaSb 두께에 따른 T2SL 구조의 장적외선 밴드갭 에너지를 Kronig-Penney 모델을 이용하여 계산하였다. 소자의 암전류 밀도를 줄이기 위해서, nBn 구조에서 장벽층인 $Al_{0.2}Ga_{0.8}Sb$ 성장 중에 Te 보상도핑(compansated doping)을 하였다. 온도(T) 80 K 및 인가전압($V_b$) -1.5 V에서, 반응스펙트럼 측정을 통한 소자의 차단파장은 ${\sim}10.2{\mu}m$ (~0.122 eV)로 나타났다. 또한 온도 변화에 따른 암전류 측정으로부터 도출된 활성화 에너지는 0.128 eV로 계산 되었다. T=80 K 및 $V_b$=-1.5 V에서 암전류는 $1.0{\times}10^{-2}A/cm^2$으로 측정되었다. 흑체복사 적외선 광원을 이용한 반응도(Responsivity)는 소자 온도 80 K 및 인가전압 -1.5 V의 조건에서 0.58 A/W로 측정되었다.

4H-SiC 소자의 JTE 구조 및 설계 조건 변화에 따른 항복전압 분석 (The Analysis of the Breakdown Voltage according to the Change of JTE Structures and Design Parameters of 4H-SiC Devices)

  • 구윤모;조두형;김광수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.491-499
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    • 2015
  • Silicon Carbide(SiC)는 높은 열전도도와 넓은 밴드갭 에너지로 인해 고온과 고전압 소자로 사용하는데 큰 장점을 가지고 있는 물질이다. SiC를 이용하여 전력반도체소자를 제작할 경우, 소자가 목표 전압을 충분히 견딜 수 있도록 Edge Termination 기법을 적용하여야한다. Edge Termination 기법에는 여러 가지 방안이 제안되어왔는데, SiC 소자에 가장 적합한 기법은 Junction Termination Extension (JTE)이다. 본 논문에서는 각 JTE 구조별 도핑 농도와 Passivation Oxide Charge 변화에 따른 항복전압의 변화를 살펴보았다. 결과적으로 Single Zone JTE (SZ-JTE)는 1D 시뮬레이션 값의 98.24%, Double Zone JTE (DZ-JTE)는 99.02%, Multiple-Floating-Zone JTE (MFZ-JTE)는 98.98%, Space-Modulated JTE (SM-JTE)는 99.22%의 최대 항복전압을 나타내었고, JTE 도핑 농도 변화에 따른 최대 항복전압의 민감도는 MFZ-JTE가 가장 낮은 반면 SZ-JTE가 가장 높았다. 또한 Passivation Oxide 층의 전하로 인해 소자의 항복전압의 변화를 살펴보았는데, 이에 대한 민감도 역시 MFZ-JTE가 가장 낮았으며 SZ-JTE가 가장 높았다. 결과적으로 본 논문에서는, 짧은 JTE 길이에서 높은 도핑 농도를 필요로 하는 MFZ-JTE보다 DZ-JTE와 SM-JTE가 실제 소자 설계에 있어 가장 효과적인 JTE 기법으로 분석되었다.

Physico-mechanical, AC-conductivity and microstructural properties of FeCl3 doped HPMC polymer films

  • Prakash, Y.;Somashekarappa, H.;Manjunath, A.;Mahadevaiah, Mahadevaiah;Somashekar, R.
    • Advances in materials Research
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    • 제2권1호
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    • pp.37-49
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    • 2013
  • The transition metal salt doped solid polymer electrolyte [TSPE] were prepared with HPMC as a host polymer. The virgin and doped films were prepared by solution-casting method and investigated using wide angle X-ray scattering method. Micro structural parameters like lattice strain (g%), stacking/twin faults, the average number of unit cells counted in a direction perpendicular to the Bragg's plane (hkl) spacing of (hkl) planes dhkl, crystallite size Ds, distortion width, standard deviation were determined by whole pattern powder fitting (WPPF) method, which is an extension of single order method. It is found that the crystallite size decreases with the increase in the content of $FeCl_3$. This decrease is due to increase in localized breaking of polymer network which also accounts for the amorphous nature of the material. The filler inorganic salt $FeCl_3$ acts as plasticizer. FTIR study also confirms and justifies the interaction between the polymer and in-organic salt in the matrix. Physical properties like mechanical stability and Ac conductivity in these films are in conformity with the X-ray results.

MOSFET에서 다결정 실리콘 게이트 막의 도핑 농도가 신뢰성에 미치는 영향 (Effects of Doping Concentration of Polycrystalline Silicon Gate Layer on Reliability Characteristics in MOSFET's)

  • 박근형
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제31권2호
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    • pp.74-79
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    • 2018
  • In this report, the results of a systematic study on the effects of polycrystalline silicon gate depletion on the reliability characteristics of metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) devices were discussed. The devices were fabricated using standard complimentary metal-oxide semiconductor (CMOS) processes, wherein phosphorus ion implantation with implant doses varying from $10^{13}$ to $5{\times}10^{15}cm^{-2}$ was performed to dope the polycrystalline silicon gate layer. For implant doses of $10^{14}/cm^2$ or less, the threshold voltage was increased with the formation of a depletion layer in the polycrystalline silicon gate layer. The gate-depletion effect was more pronounced for shorter channel lengths, like the narrow-width effect, which indicated that the gate-depletion effect could be used to solve the short-channel effect. In addition, the hot-carrier effects were significantly reduced for implant doses of $10^{14}/cm^2$ or less, which was attributed to the decreased gate current under the gate-depletion effects.

유효 채널길이를 고려한 n형 단채널 MOSFET의 문턱전압 모형화 (Threshold Voltage Modeling of an n-type Short Channel MOSFET Using the Effective Channel Length)

  • 김능연;박봉임;서정하
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권2호
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    • pp.8-13
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    • 1999
  • 본 논문은 MOSFET에서 2차원적 전위분포가 채널방향을 따라 준-선형적으로 변한다는 GCA(Gradual Channel Approximation)를 진성영역에서 수직 공핍층 폭이 준-선형적으로 변한다는 가정으로 대치하여 단채널 MOSFET에서도 적용 가능한 문턱전압의 해석적 모형을 제안하였다. 제안된 문턱전압 표현식은 유효 채널길이, 드레인전압, 기판(substrate) 바이어스 전압, 기판 도핑농도, oxide 두께 등에 대한 의존성을 통합적으로 나타내었으며, 계산된 결과는 BSIM3v3의 결과와 유사한 경향을 보이고 있다.

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결정질 실리콘 태양전지의 스크린 프린팅 공정 최적화 연구 (Optimization of Screen Printing Process in Crystalline Silicon Solar Cell Fabrication)

  • 백태현;홍지화;최성진;임기조;유권종;송희은
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.116-120
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    • 2011
  • In this paper, we studied the optimization of the screen pringting method for crystalline silicon solar cell fabrication. The 156 * 156 mm2 p-type silicon wafers with $200{\mu}m$ thickness and $0.5-3{\Omega}cm$ resistivity were used after texturing, doping, and passivation. Screen printing method is a common way to make the c-Si solar cell with low-cost and high-efficiency. We studied the optimized condition for screen printing with crystalline silicon solar cell as changing the printing direction (finger line or bus bar), finger width, and mesh angle. As a result, the screen printing with finger line direction showed higher finger height and better conversion efficiency, compared with one with bus bar direction. The experiments with various finger widths and mesh angles were also carried out. The characteristics of solar cells was obtained by measuring light current-voltage, optical microscope and electroluminescence.

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Mössbauer Studies of Double Perovskite Sr2Fel-xCrxMoO6

  • Kim, Sung-Baek;Ryu, Hong-Joo;Kim, Je-Hoon;Kim, Chul-Sung
    • Journal of Magnetics
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    • 제8권4호
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    • pp.129-132
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    • 2003
  • We investigated the crystallographic and magnetic properties of double perovskite $Sr_2Fe_{l-x}Cr_{x}MoO_{6}$ (x=0.0, 0.01, 0.03, 0.05, and 0.10). Mossbauer spectra of the $Sr_2Fe_{l-x}Cr_{x}MoO_{6}$ have been taken at various temperatures ranging from 15 to 415 K. As the temperature increased towards $T_{c}$(415 K), the Mossbauer spectra showed line broadening and 1, 6 and 3, 4 line-width differences because of anisotropic hyperfine field fluctuation. The Mossbauer spectra indicated that an anisotropic field fluctuation of +H ( $P_{+}$=0.85) was greater than that of -H ($P_{-}$=0.15). We also calculated the field fluctuation frequency factors and the temperature dependence of anisotropy energies from its relaxation rate. We interpreted the effect of Cr ($t^3$$_{2g}$) doping as a decrease in the anisotropy energy.

Enhancement of On-Resistance Characteristics Using Charge Balance Analysis Modulation in a Trench Filling Super Junction MOSFET

  • Geum, Jongmin;Jung, Eun Sik;Kim, Yong Tae;Kang, Ey Goo;Sung, Man Young
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권3호
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    • pp.843-847
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    • 2014
  • In Super Junction (SJ) MOSFETs, charge balance is the most important issue of the SJ fabrication process. In order to achieve the best electrical characteristics, such as breakdown voltage and on-resistance, the N-type and P-type drift regions must be fully depleted when the drain bias approaches the breakdown voltage, which is known as the charge balance condition. In conventional charge balance analysis, based on multi-epi process SJ MOSFETs, analytical model has only N, P pillar width and doping concentration parameter. But applying a conventional charge balance principle to trench filling process, easier than Multi-epi process, is impossible due to the missing of the trench angle parameter. To achieve much more superior characteristics of on-resistance in trench filling SJ MOFET, the appropriate trench angle is necessary. So in this paper, modulated charge balance analysis is proposed, in which a trench angle parameter is added. The proposed method is validated using the TCAD simulation tool.

Plasma-assisted nitrogen doping on CVD-graphenes

  • 이병주;정구환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.278.2-278.2
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    • 2013
  • 그래핀은 우수한 전기적, 기계적, 광학적 특성들로 인하여 전자소자, 센서, 에너지 재료 등으로의 응용이 가능하다고 알려진 단 원자층의 탄소나노재료이다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 캐리어 농도, 전하 이동도, 밴드갭 등의 전기적 특성을 향상시키거나 제어하는 것이 요구되며, 에너지 소재로의 응용을 위해서는 높은 전기전도도와 함께 기능화를 통한 촉매작용을 부여하여 효율을 향상시키는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로 질소, 수소, 산소 등 다양한 이종원소를 열처리 또는 플라즈마 처리함으로써 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 흡착시켜 기능화 처리된 그래핀을 얻는 방법들이 제시되었다. 이중 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 처리가 가능하고, 처리시간, 공정압력, 인가전압 등 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 비교적 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법으로 합성된 그래핀을 직류 플라즈마로 처리함으로써 효율적인질소도핑 조건을 도출하고자 하였다. 그래핀의 합성은 200 nm 두께의 니켈 박막이 증착된 몰리브덴 호일을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 그래핀의 질소 도핑은 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 암모니아($NH_3$) 플라즈마로 처리하였으며, 플라즈마 파워와 처리시간을 변수로 최적의 도핑조건 도출 및 도핑 정도를 제어하였다. 그래핀의 질소 도핑 정도는 라만 스펙트럼의 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. NH3 플라즈마 처리 후 G밴드의 위치가 장파장 방향으로 이동하며, 반치폭은 감소하는 것을 통해 그래핀의 질소도핑을 확인하였다.

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Cosputtering법으로 증착한 ZnO박막의 Al도핑농도가 미세구조 및 물리적 특성에 끼치는 효과 (Effects of Al Doping Concentration on the Microstructure and Physical Properties of ZnO Thin Films Deposited by Cosputtering)

  • 임근빈;이종무
    • 한국재료학회지
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    • 제15권9호
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    • pp.604-607
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    • 2005
  • Dependence of the crystallinity, surface roughness, carrier concentration, carrier mobility, electrical resistivity and transmittance of Al-doped ZnO films deposited on glass substrates by RF-magnetron sputtering on effects of the ratio of the RF power for AlZnO to that for ZnO (R) have been investigated. X-ray diffraction spectra show strong preferred orientation along the c-axis. The full width at half maximum (FWHM) of the ZnO (002) peak decreases slightly as R increases in the range of R<1.0, whereas it increases substantially in the range of R>1.0. Scanning electron micrographs (SEM) show that the ZnO film surface becomes coarse as R increases. The carrier concentration and the carrier mobility in the ZnO thin film are maximal for R=1.5 and 1.0, respectively. The electrical resistivity is minimal for R=1.0 The transmittance of the ZnO:Al film tends to increase, but to decrease slightly in the range of R>0.5. It may be concluded that the optimum R value is 1.0, considering all these analysis results. The cause of the changes in the structure and physical properties of ZnO thin films with R are also discussed.