• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.284-284
• /
• 2012

본 연구에서는 다이오드 소자의 온도 증가에 따른 C-V 특성을 분석하였다. 180 kHz 주파수 조건에서 온도는 300 K에서 450 K까지 50 K 간격으로 가변하였다. 측정 결과 reverse bias 영역에서는 커패시턴스의 온도 의존성이 없었으나, forward bias 영역에서는 온도가 증가함에 따라 동일 전압에서의 커패시턴스가 증가하였다. 이로부터 온도가 증가 할수록 소자가 반전(inversion) 상태에서 축적(accumulation) 상태로 빨리 전환함을 확인하였으며, 1/C2-V 그래프로부터 온도 증가에 따른 전위장벽(Built-in potential, Vbi) 감소를 확인하였다. 전위장벽은 0.63 V에서 0.31 V로 온도 상승에 따라 약 0.1 V씩 감소하였다. 이는 energy band diagram에서 p-type 영역과 n-type 영역의 energy band 차가 감소해 공핍층 영역의 폭이 좁아짐을 의미한다. 공핍층의 두께 감소로 다이오드 전류의 급격한 증가뿐 아니라 위에서 언급한 바와 같은 C-V 특성을 보였다. 이번 연구에서는 기존의 보편화 된 I-V 측정을 통한 다이오드 소자 분석과는 달리 온도 변화에 따른 C-V 분석을 통해 소자 내부의 전위 장벽 및 공핍층 폭 감소에 따른 소자 특성 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.306-306
• /
• 2012

본 연구에서는 태양전지 소자의 온도에 따른 전류-전압(I-V) 특성 변화를 통해 태양전지 다이오드의 전기적 특성을 분석하였다. 상온 조건의 경우 공핍층 영역(SCR)과 준중성 영역(QNR)에서 각각 3.02와 1.76의 이상 계수 값을 보였으며, 온도가 300 K에서 500 K으로 상승함에 따라 SCR 영역에서는 감소하는 경향을, QNR 영역에서는 증가하는 경향을 보였다. 이는 온도 상승에 따른 공핍층 영역에서의 캐리어 흐름 증가와 대면적 공정 과정에서의 오염물 침투 및 dangling bond 등의 결함으로 인한 bulk 에서의 캐리어 재결합에 따른 것으로 판단된다. 또한 텍스처링 공정에 따른 태양전지 소자의 접합면 균일성 확인을 위한 I-V 측정 결과 SCR 영역에서는 40.87%의 평균 전류 분산을, QNR 영역에서는 10.59%의 평균 전류 분산을 보였다. 이는 텍스처링 공정으로 형성된 접합면에서의 피라미드 구조가 원인이 되는 것으로 판단되며, 전체 다이오드 전류 흐름에 영향을 주게 된다. 이러한 공정 과정에서의 결함 및 접합 구조로 인해 태양전지 다이오드는 일반 다이오드에 비해 비이상적인 전기적 특성을 보이게 된다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.41 no.3
• /
• pp.15-30
• /
• 2004

In this paper, an analytical modeling for the dark and photo-current characteristics of a buried-gate short- channel GaAs MESFET is presented. The presented model shows that the increase of drain current under illumination is largely due to not the increase of photo-conductivity in the neutral region but the narrowing effect of the depletion layer width. The carrier density profile within the neutral region is derived from solving the carrier continuity equation one-dimensionally. In deriving the photo-generated current, we assume that the photo-current is compensated with the thermionic emission current at the gate-channel interface. Moreover, the two-dimensional Poisson's equation is solved by taking into account the drain-induced longitudinal field effect. In conclusion, the proposed model seems to provide a reasonable explanation for the dark and photo current characteristics in a unified manner.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2011.06a
• /
• pp.941-942
• /
• 2011

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
• /
• v.37 no.2
• /
• pp.6-11
• /
• 2000

In this paper, suggesting a new linearly -graded depletion edge approximation, the current-voltage characteristics of an n-type short-channel GaAs MESFET device has been analyzed by solving the two dimensional Poisson's equation in the depletion region. In this model, the expressions for the threshold voltage, the source and the drain ohmic resistance, and the drain current were derived. As a result, typical Early effect of a short channel device was shown and the ohmic voltage drop by source and drain contact resistances could be explained. Furthermore our model could analyze both the short-channel device and the long-channel device in a unified manner.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.306-307
• /
• 2011

Franz Keldysh Oscillation (FKO)은 p-n 접합 구조의 공핍층(depletion zone)에서 전기장(electric field)에 의해 발생되며, Photoreflectance (PR) spectroscopy를 통하여 관측된다. InAs/GaAs 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cells, QDSCs)에서 PR 신호에 대한 Fast Fourier Transform (FFT)을 통하여 FKO 주파수들을 관측할 수 있고, 각각의 FKO 주파수들은 태양전지 구조에 대응하는 표면 및 내부전기장(internal electric field) 들로 분류할 수 있다. InAs/GaAs 양자점 태양전지에서 AlGaAs potential barrier의 두께에 따른 내부전기장의 변화를 조사하기 위해, GaAs-matrix에 8주기의 InAs 양자점 층이 삽입된 태양전지를 molecular beam epitaxy (MBE) 방법으로 성장하였다. 양자점의 크기는 2.0 monolayer (ML)이며, 각 양자점 층은 1.6 nm에서 6.0 nm의 AlGaAs potential barrier들로 분리되어 있다. 또한 양자점 층의 위치에 따라 내부전기장 변화를 조사하기 위해, p-i-n 구조에서 양자점 층이 공핍층 내에 위치한 경우와 p+-n-n+ 구조에서 양자점 층이 공핍 층으로부터 멀리 떨어진 n-base 영역에 삽입하여 실험결과를 비교분석하였다. PR 실험결과로부터, p-i-n 구조에서 InAs 양자점 태양전지의 내부전기장 변화는 potential barrier 두께에 따라 다소 복잡한 변화를 보였으며, 이는 양자점 층이 공핍층 내에 위치함으로써 격자 불일치(lattice mismatch)로 발생된 응력(strain)의 영향으로 설명할 수 있다. 이러한 결과들을 각각의 태양전지 구조에서 표면 및 내부전기장에 대해 계산된 값들에 근거하여, p+-n-n+ 구조에서 양자점 층이 공핍 층으로부터 멀리 떨어진 영역에 삽입된 경우의 결과와 비교해 보면 내부전기장의 변화는 더욱 분명해진다. 즉, 양자점 층의 potential barrier의 두께를 조절하거나, 양자점 층의 위치를 변화시킴으로써 양자점 태양전지의 내부전기장을 조작할 수 있으며, 이는 PR 실험을 통해 FKO를 관측함으로써 확인할 수 있다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.15 no.6
• /
• pp.1349-1354
• /
• 2011

In this work, we fabricated the CdZnS/CdTe heterojunction and investigated the C-V characteristics to determine the depletion width and the charge density distribution. A parallel experiment on CdS/CdTe heterojunction was also carried out for comparison. The depletion region width, for CdZnS/CdTe heterojunction, was nearly constant, regardless of bias voltage. However, the depletion region was wider than that of CdS/CdTe heterojunction due to high resistivity of CdZnS film. The interface charge density of CdZnS/CdTe heterojunction was increased linearly with the bias voltage and showed lower values than those for CdS/CdTe junction. The open circuit voltage of CdZnS/CdTe heterojunction solar cells increased with zinc mole ratio due to reducing of the electron affinity difference between CdZnS and CdTe films. However, the increase of series resistance due to the high resistivity of Cd1-xZnxS films results in reducing conversion efficiency.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.96-96
• /
• 2016

나노섬유(nanofiber), 나노선(nanowire), 그리고 나노튜브(nanotube)와 같은 1차원 구조의(one-dimensional structure) 나노재료는 벌크(bulk) 및 박막(film) 재료와는 다르게 물리적, 화학적으로 특이한 성질을 가지고 있으며, 이러한 성질은 나노재료의 구조, 형상, 크기 등에 큰 영향을 받는다. 첫 째, 전기방사(electrospinning) 공정을 이용한 나노섬유의 합성; 용액의 특성, 전기장 세기, 방사시간 등의 변수를 조절하게 되면 방출되는 재료의 형상을 입자 혹은 섬유상의 형태로 얻을 수 있으며, 전기방사를 통해 합성된 나노재료의 소결 온도 및 시간을 달리함으로써 나노입자의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 템플레이트 합성법(template synthesis) 및 이중노즐(coaxial nozzle)을 이용해 속이 빈 형태인 중공(hollow) 구조의 나노섬유를 얻을 수 있으며, 전기방사에 사용되는 전구물질에 원하는 금속 및 산화물을 첨가함으로써 복합체(composite) 나노섬유를 얻을 수 있다. 둘 째, VLS(Vapor-Liquid-Solid) 공정을 이용한 나노선의 성장; 온도, 압력, 전구물질의 양, 그리고 시간 등의 변수를 조절하게 되면 원하는 직경 및 길이를 갖는 나노선을 성장시킬 수 있다. 그리고 ALD(Atomic Layer Deposition)를 이용해 나노선에 추가적인 층을 형성함으로써 코어-셀 구조를 형성할 수 있으며, 감마선, UV와 같은 공정을 이용해 귀금속 촉매를 나노선에 기능화 시킬 수도 있다. 코어-셀 구조를 갖는 나노선/나노섬유는 코어 혹은 셀 층의 전자나 홀의 이동을 유발하여 전자공핍층(electron depletion layer) 또는 정공축적층(hole accumulation layer)을 확대 및 축소시켜 센서의 초기저항을 증가시키거나 감소시키는 역할로써 이용되고 있으며, 특히, 셀 층의 두께가 셀 층 재료의 Debye length와 유사한 크기를 갖게 되면, 셀 층은 완전공핍층(fully depleted layer)을 형성해 최대의 감도를 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 다양한 제조 공정을 통해 제작될 수 있는 1차원 나노-구조물을 가스센서에 적용하는 사례들을 소개하고, 이러한 가스센서의 감응성능을 향상시키기 위한 방법의 한 가지로 원자층증착법으로 나노선/나노섬유의 표면에 셀층을 형성하여 감응성 향상 메커니즘 및 관련 주요 변수들을 조사하고자 한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.43 no.2 s.344
• /
• pp.1-7
• /
• 2006

This is a preliminary study on the MEMS(Miro Electro Mechanical System) electrostatic power generator. It suggested a converting device to change from the electrostatic to the dynamic electricity. To testify, it used Silvaco simulation tools(Athena and Atlas) and fabricated the converting device. The result of the simulation and test it seems to convert electrostatic into dynamic electricity effectively.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
• /
• v.37 no.1
• /
• pp.70.1-70.1
• /
• 2012

CQUEAN (Camera for QUasars in EArly uNiverse)은 초기우주천체 연구단(Center for Exploration of Origin of the Universe) 사업에서 개발한 CCD 카메라로서 초기우주의 퀘이사 후보를 찾기 위한 목적으로 설계되었다. CCD를 구동할 때는 픽셀 다이오드의 PN 접합층에 공핍층(depletion layer)을 생성하기위해 역 바이어스 전압을 준다. 이 전압에 의해 CCD를 사용한 관측 시 광이온화와 열이온화 현상에 의해 생성된 전자의 전하값에 추가로 바이어스 값이 읽혀진다. 정확한 CCD 측광 결과를 얻어내기 위해서는 안정된 바이어스를 유지해야 한다. 본 연구에서는 향후 CQUEAN의 보다 정확한 관측 및 데이터 처리에 대비하여 CQUEAN의 바이어스 특성을 분석하여 이 값에 영향을 주는 요인을 찾고 해결책을 논의한다.