High temperature silicon carbide Schottky diode was fabricated with Au deposited on poly 3C-SiC thin film grown on p-type Si(100) using atmospheric pressure chemical vapor deposition. The charge transport mechanism of the diode was studied in the temperature range of 300 K to 550 K. The forward and reverse bias currents of the diode increase strongly with temperature and diode shows a non-ideal behavior due to the series resistance and the interface states associated with 3C-SiC. The charge transport mechanism is a temperature activated process, in which, the electrons passes over of the low barriers and in turn, diode has a large ideality factor. The charge transport mechanism of the diode was analyzed by a Gaussian distribution of the Schottky barrier heights due to the Schottky barrier inhomogeneities at the metal-semiconductor interface and the mean barrier height and zero-bias standard deviation values for the diode was found to be 1.82 eV and $s_0$=0.233 V, respectively. The interface state density of the diode was determined using conductance-frequency and it was of order of $9.18{\times}10^{10}eV^{-1}cm^{-2}$.
Akram, Shakeel;Wu, Guangning;Gao, GuoQiang;Liu, Yang
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제10권5호
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pp.2089-2098
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2015
With the continuous development in insulation of electrical equipment design, the reliability of the system has been enhanced. However, in the manufacturing process and during operation under continues stresses introduce local defects, such as voids between interfaces that can responsible to occurrence of partial discharge (PD), electric field distortion and accumulation of charges. These defects may lead to localize corrosion and material degradation of insulation system, and a serious threat to the equipment. A model of three layers of PI film with air gap is presented to understand the influence of interface and voids on exploitation conditions such as strong electrical field, PD activity and charge movement. The analytical analysis, and experimental results are good agreement and show that the lose contact between interfaces accumulate more residual charges and in consequences increase the electric field intensity and accelerates internal discharges. These residual charges are trapped charges, injected by the electrodes has often same polarity, so the electric field in cavities increases significantly and thus partial discharge inception voltage (PDIV) decreases. Contrary, number of PD discharge quantity increases due to interface. Interfacial polarization effect has opposite impact on electric field and PDIV as compare to void.
Kim, Youn-Su;Choi, Ha-Na;Son, Seon-Kyoung;Kim, Ta-Hee;Kim, Bong-Soo;Kim, Kyung-Kon
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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pp.74-74
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2011
Polymer solar cells utilize bulk heterojunction (BHJ) type photo-active layer in which the electron donating polymer and electron accepting C60 derivatives are mixed together. In the BHJ system the electron donating polymer and electron accepting C60 derivatives are blended. The blended system causes charge recombination at the interface between the BHJ active layer and electrode. To reduce the charge recombination at the interface, it is needed to use an interlayer that can selectively transfer electrons or holes. We have developed solution processable wide band gap inorganic interfacial layers for polymer solar cells. The effect of interlayers on the performance of polymer solar cell was investigated for various types of conjugated polymers. We have found that inorganic interfacial layers enhanced the solar cell efficiency through the reduction of charge recombination at the interface between active layer and electrode. Furthermore, the stability of the polymer solar cell using the interlayer was significantly improved. The efficiency of 6.5% was obtained from the PTB7:PCBM70 based solar cells utilizing $TiO_2$nanoparticles as an interlayers.
현재 MOS 소자에 사용되고 있는 $SiO_2$ 산화막은 그 두께가 얇아짐에 따라 Gate Leakage current와 여러 가지 신뢰성 문제가 대두되고 있고, 이를 극복하고자 High-k물질을 사용하여 기존에 발생했던 Gate Leakage current와 신뢰성 문제를 해결하고자 하고 있다. 본 실험에서는 High-k(hafnium) Gate Material에 온도 변화를 주었을 때 여러 가지 전기적인 특성 변화를 보는 방향으로 연구를 진행하였다. 기본적인 P-Type Si기판을 가지고, 그 위에 있는 자연적으로 형성된 산화막을 제거한 후 Hafnium Gate Oxide를 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 증착하고, Aluminium을 전극으로 하는 MOS-Cap 구조를 제작한 후 FGA 공정을 진행하였다. 마지막으로 $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 30분정도씩 Annealing을 하여, 온도 조건이 다른 3가지 종류의 샘플을 준비하였다. 3가지 샘플에 대해서 각각 I-V (Gate Leakage Current), C-V (Mobile Charge), Interface State Density를 분석하였다. 그 결과 Annealing 온도가 올라가면 Leakage Current와 Dit(Interface State Density)는 감소하고, Mobile Charge가 증가하는 것을 확인할 수가 있었다. 본 연구는 향후 High-k 물질에 대한 공정 과정에서의 다양한 열처리에 따른 전기적 특성의 변화 대한 정보를 제시하여, 향후 공정 과정의 열처리에 대한 방향을 잡는데 도움이 될 것이라 판단된다.
SiC power device possesses attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation. In general, device design has a significant effect on the switching characteristics. In this work, we report the effect of the interface states ($Q_f$) on the transient characteristics of SiC DMOSFETs. The key design parameters for SiC DMOSFETs have been optimized by using a physics-based two-dimensional (2-D) mixed device and circuit simulator by Silvaco Inc. When the $SiO_2$/SiC interface charge decreases, power losses and switching time also decrease, primarily due to the lowered channel mobilities. High density interface states can result in increased carrier trapping, or more recombination centers or scattering sites. Therefore, the quality of $SiO_2$/SiC interfaces has a important effect on both the static and transient properties of SiC MOSFET devices.
This paper describes a two quadrant bidirectional soft switching converter for ultra capacitor interface circuits. The total efficiency of the energy storage system in terms of size and cost can be increased by a combination of batteries and ultra capacitors. The required system energy is provided by a battery, while an ultra capacitor is used at high load power pulses. The ultra capacitor voltage changes during charge and discharge modes, therefore an interface circuit is required between the ultra capacitor and the battery. This interface circuit must have good efficiency while providing bidirectional power conversion to capture energy from regenerative braking, downhill driving and the protecting ultra capacitor from immediate discharge. In this paper a fully soft switched two quadrant bidirectional soft switching converter for ultra capacitor interface circuits is introduced and the elements of the converter are reduced considerably. In this paper, zero voltage transient (ZVT) and zero current transient (ZCT) techniques are applied to increase efficiency. The proposed converter acts as a ZCT Buck to charge the ultra capacitor. On the other hand, it acts as a ZVT Boost to discharge the ultra capacitor. A laboratory prototype converter is designed and realized for hybrid vehicle applications. The experimental results presented confirm the theoretical and simulation results.
금속 전극 위에 유기물 채널을 증착하여 만드는 바닥 전극 구조의 유기물 박막 트랜지스터에서 전극 표면이 거친 정도에 따라 전하 주입이 어떻게 달라지는지 조사했다. 금 전극을 실리콘 기판에 증착하고, 가열하여 금 전극 표면을 거칠게 만들었다. 그리고 펜터신과 상부 전극으로 사용할 금 전극을 차례대로 증착하여 금 전극/펜터신/금 전극 구조를 만들었다. 펜터신 증착 초기에는 거친 금 전극 위에서 펜터신 증착핵이 더 많이 보였지만, 막이 두꺼워지면 가열되지 않은 전극과 가열로 거칠어진 전극에서 펜터신 표면 모양에 차이가 거의 없었다. 온도를 바꾸면서 측정한 전류-전압 곡선은 바닥 전극의 표면이 거칠수록 바닥계면의 전위장벽이 높음을 보여주었다. 이 현상은 금속 표면이 거칠수록 일함수가 낮아지며 펜터신과 거친 전극 표면의 경계에 전하 트랩이 더 많기 때문으로 생각된다.
Inorganic-organic hybrid perovskite solar cells have demonstrated considerable improvements, reaching 25.5% of certified power conversion efficiency in 2020 from 3.8% in 2009. In normal structured perovskite solar cells, TiO2 electron-transporting materials require heat treatment process at a high temperature over 450℃ to induce crystallinity. Inverted perovskite solar cells have also been studied to exclude the additional thermal process by using [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) as a non-oxide electron-transporting layer. However, the drawback of the PCBM layer is a charge accumulation at the interface between PCBM and a metal electrode. The impact of bathocuproin (BCP) buffer layer on photovoltaic performance has been investigated herein to solve the problem of PCBM. 2-mM BCP-modified perovskite solar cells were observed to exhibit a maximum efficiency of 12.03% compared with BCP-free counterparts (5.82%) due to the suppression of the charge accumulation at the PCBM-Au interface and the resulting reduction of the charge recombination between perovskite and the PCBM layer.
The electrification phenomena of polymerized materials is governed by the competitive processes of the charge generation and the charge dissipation. In this paper, The charged particles were supplied on the naked upper surface of the polyethylene film from a point corona discharge with a screen electrode which controls the potential difference across the film. The charging current with the corona charging was found to be larger than that obtained with the electric charging on the MIM structure and the discharge current was found to flow in the same direction as that of the charging current. these results can suggest that the charge injection occurs from the interface between the polethylene surface and the accumulated charge layer, the injected charge are trapped and the space charge is established.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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