• 새물리
• /
• 제68권12호
• /
• pp.1288-1292
• /
• 2018

반도체 특성을 가지는 이차원 전이금속 칼코겐 화합물 $MoS_2$와 강자성이면서 금속성을 가지는 $VS_2$로 이루어진 수평접합 구조를 기반으로 해서, 0%부터 10%까지 2% 간격으로 변형에 따른 쇼트키 장벽(Schottky Barrier) 변화를 밀도 범함수 이론 계산을 통해 연구하였다. 그 결과, 홀의 쇼트키 장벽이 전자의 쇼트키 장벽에 비해 훨씬 작고, 홀의 쇼트키 장벽 높이가 변형에 따라 선형적으로 감소함을 발견하였다. 특히, 8% 이후의 변형에서 홀의 스핀 업 쇼트키 장벽의 높이가 0에 가까워지는 임계 변형값이 존재함을 발견하였고, 이 임계 변형값 이상에서는 스핀 업 성분의 홀이 $MoS_2/VS_2$ 수평접합구조를 통해 쇼트키 장벽 없이 쉽게 흐르게 됨을 알게 되었다. 이러한 연구 결과는 향후, 변형을 통한 이차원 전이금속 칼코겐 수평 접합구조 기반 소자 특성 최적화에 중요한 기초자료로 이용될 것으로 기대한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
• /
• pp.649-652
• /
• 1998

본 논문에서는 MICROTEC〔3,4〕시뮬레이터를 이용하여 소트키 다이오드를 형성하고 금속-반도체 쇼트키 접촉에서 턴 온 전압과 항복 전압을 관찰하였다. 또한 여러 가지 쇼트키 장벽 높이를 가지는 금속을 사용하여 동일한 디바이스에서 이들 금속-반도체 접촉에 전압을 인가했을 때, 순 방향에서 턴 온 특성을 관찰하여 턴 온 전압과 역 방향에서의 항복 현상을 관찰하여 항복 전압을 확인하였다. 사용된 금속은 Au(0.8V), Mo(0.68V), Pt(0.9V), Ti(0.5V) 이며 반도체는 실리콘 n/n 구조가 형성되었다. 쇼트키 다이오드는 대 전력용 보다는 높은 속도의 스위칭 디바이스에 주로 응용되고 있으며 장벽의 높이가 높을수록 뚜렷한 정류 특성을 나타내어 순 방향 바이어스에서 빠른 턴 온 특성이 예상되는데 시뮬레이션 결과 또한 잘 일치하였다. 그리고 다이오드의 I-V 특성을 관찰하기 위해 역 방향 바이어스에서의 항복 전압을 관찰하였는데 쇼트키 장벽이 높을수록 낮은 항복 전압이 나타났다. 또한 디바이스 공정에서 epitaxial과 열처리 공정 후의 2차원적인 농도 분포를 나타내었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제2회(2013년)
• /
• pp.234-237
• /
• 2013

본 논문에서는 실리콘 나노선 구조를 갖는 모스펫 (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors, MOSFETs)과 쇼트키 장벽 트랜지스터 (Schottky-Barrier(SB) MOSFETs, SB-MOSFETs)의 전기적인 특성을 양자역학적 시뮬레이션 계산을 통해 비교하였다. 쇼트키 장벽 높이 (Schottky Barrier, ${\phi}_{SBH}$)에 따른 SB-MOSFETs의 터널링 특성을 분석하고, 소스/드레인 (S/D) 길이가 변함에 따라 달라지는 S/D 저항을 계산하여, ${\phi}_{SBH}$가 0eV인 SB-MOSFETs의 On과 Off $I_D$ 비율 ($I_{ON}/I_{OFF}$)이 MOSFETs보다 개선될 수 있음을 보였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.197-204
• /
• 2007

p-형 실리콘 기판 위에 수 ${\AA}$ 두께의 어븀 금속을 증착하고, 후열처리 과정을 통하여 어븀-실리사이드/p-형 실리콘 접합을 형성하였다. 초고진공 자외선 광전자 분광 실험을 통하여 증착한 어븀의 두께에 따라 어븀-실리사이드의 일함수가 4.1 eV까지 급하게 감소하는 것을 관찰하였으며, X-ray 회절 실험에 의하여 형성된 어븀 실리사이드가 주로 $Er_5Si_3$상으로 구성되어 있음을 밝혔다. 또한, 어븀-실리사이드/p-형 실리콘 접합에 알루미늄 전극을 부착하여 쇼트키 다이오드를 제작하고, 전류전압 곡선을 측정하여 쇼트키 장벽의 높이를 산출하였다. 산출된 쇼트키 장벽의 높이는 $0.44{\sim}0.78eV$이었으며 어븀 두께 변화에 따른 상관 관계를 찾기 어려웠다. 그리고 이상적인 쇼트키 접합을 가정하고 이미 측정한 일함수로부터 산출한 쇼트키 장벽의 높이는 전류-전압 곡선으로부터 산출한 값에 크게 벗어났으며, 이는 어븀-실리사이드가 주로 $Er_5Si_3$ 상으로 구성되어 있고, $Er_5Si_3/p-$형 실리콘 계면에 존재하는 고밀도의 계면 상태에 기인한 것으로 사료된다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
• /
• 제6권6호
• /
• pp.545-552
• /
• 1993

단층 금속 Al, Au 게이트 MESFET를 제작하여 열처리에 따른 쇼트키 계면에서의 상호확산 상태와 그에 따른 쇼트키 접촉특성 및 MESFET의 전기적 특성을 조사하였다. Al 및 Au 쇼트키 계면의 상호확산은 as-deposited 상태에서도 나타났으며 열처리 온도가 증가함에 따라 상호확산의 정도는 Au 접촉이 Al 접촉보다 컸다. 특히 Au 접촉에서 Ga의 외부확산이 현저했다 .Al 및 Au 게이트에 있어서 공통적으로 열처리 온도 증가에 따라 포화드레인 전류와 핀치오프 전압은 감소하였고 개방채널 저항은 증가하였으며 변화폭은 Au 게이트가 Al 게이트보다 컸다. Al 및 Au 접촉의 장벽높이는 as-deposited 상태에서 각각 0.70eV, 0.73eV로 페르미 준위는 1/2Eg 근처에 피닝되었다. Al 및 Au 접촉에 있어서 열처리 온도 증가에 따라 장벽높이는 각각 증가, 감소하였으며 이상계수는 각각 감소, 증가하였다. Al 접촉의 경우 열처리를 행함으로서 쇼트키 접촉특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.1418-1419
• /
• 2011

차세대 전력 반도체인 고전압 GaN 쇼트키 장벽 다이오드의 역방향 특성을 개선하기 위해서 열 산화공정이 제안되었다. AlGaN/GaN 에피탁시 위에 쇼트키 장벽 다이오드 구조가 제작되었으며, 쇼트키 컨택은 증착 후 $450^{\circ}C$에서 산화되었다. 열 산화공정이 메사 측벽의 AlGaN 및 GaN 표면에 $AlO_x$ 및 $GaO_x$를 형성하여 표면으로 흐르는 누설전류를 억제한다. 표면 및 GaN 버퍼를 통한 누설전류는 열 산화 공정 이후 100 ${\mu}m$-너비당 51.3 nA에서 24.9 pA로 1/2000 배 수준으로 감소하였다. 표면 산화물 형성으로 인하여 생성된 Ga-vacancy와 Al-vacancy는 acceptor로 동작하여 surface band bending을 증가시켜 쇼트키 장벽 높이를 증가시킨다. 애노드-캐소드 간격이 5 ${\mu}m$인 제작된 소자는 0.99 eV의 높은 쇼트키 장벽 높이를 획득하여, -100 V에서 0.002 A/$cm^2$의 낮은 누설전류를 확보하였다. 애노드-캐소드 간격이 5에서 10, 20, 50 ${\mu}m$로 증가되면 소자의 항복전압은 348 V에서 396, 606, 941 V로 증가되었다. 열 산화공정은 전력용 GaN 전자소자의 누설전류감소와 항복전압 증가를 위한 후처리 공정으로 적합하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.393-393
• /
• 2012

본 연구에서는 고결정성을 갖는 ZnO 박막을 제작 후, 큰 일함수를 갖는 AgxO/Ag접촉을 통하여 ZnO 쇼트키 접촉 특성을 분석하였다. ZnO 박막은 사파이어 기판 위에 r.f. 마그네트론 스퍼터링법으로 $400{\sim}600^{\circ}C$의 온도구간에서 Ar과 $O_2$가스의 분압비를 달리하여 성장하였다. 이 때 성장온도 $600^{\circ}C$, 가스 분압비는 Ar : $O_2$ = 15 sccm : 30 sccm 에서 성장된 박막에서 양질의 고결정성 ZnO 박막을 확인하였다. 이 후 성장된 박막에 접촉 면적을 달리하여 dc 마그네트론 스퍼터링법과 lift-off photolithography법으로 AgxO/Ag접촉을 제작하고 쇼트키 접촉특성을 확인하였다. 전류-전압 특성을 확인한 결과 모든 시료에서 정류 특성을 확인하였으며, 접촉면적의 변화에도 쇼트키 장벽의 높이는 일정한 반면 이상지수는 향상되는 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 AgxO/Ag를 이용한 ZnO 쇼트키 접촉면적에 따른 정류특성 및 장벽높이와 이상지수의 상관관계에 대하여 보고한다.

• 센서학회지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.448-453
• /
• 1999

Pd-SiC 쇼트키 다이오드를 이용한 수소 가스 센서를 개발하였다. Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 수소 가스 감지특성을 I-V 및 ${\Delta}I$-t 분석을 통하여 수소 농도와 온도 함수로서 분석하였다. 또한, 수소 흡착에 의한 Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 장벽 높이의 변화를 조사하였다. 수소 원자의 흡착이 다이오드의 장벽 높이의 변화와 관계되는 것을 I-V 분석을 이용하여 정상 상태에서의 가스 반응 속도론에 의하여 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
• /
• 제2권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 1989

낮은 에너지(60KeV) 비소 이온주입으로 고종도의 얇은 표면층을 형성시켜 Pt-nSi 쇼트키 다이오드의 유효 장벽높이를 감소시켰다. 역방향 특성을 크게 저하시키지 않고 순방향 임계전압을 400mV에서 200mV로 낮추는데 필요한 이온주입량은 얇은 산화막(215.angs.)이 존재하는 상태에서 비소 이온주입을 한 경우는 9.0*$10^{12}$$cm^{-2}$이고, 산화막이 없는 상태에서 이온주입한 경우는 5.1*$10^{12}$$cm^{-2}$이었다. 이온주입후 열처리 조건은 900.deg.C에서 30분간 N$_{2}$분위기에서 행하였으며 얇은 산화막을 통한 이온주입으로 다이오드의 역방향 특성을 개선하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.640-644
• /
• 1998

Sb/SiC(4H) 및 Ti/SiC(4H) 쇼트키 다이오드(SBD)를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 n-형 SiC(4H)의 주개(donor) 농도는 약 $2.5{\times}10 ^{17}{\textrm}cm^{-3}$이었다. 순방향 전류-전압(I-V) 특성의 기울기로부터 얻은 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드의 이상계수는 1.31이었고, 역방향 항복전장(breakdown field)은 약 4.4$\times$102V/cm 이었다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 Sb/SiC(4H) SBD의 내부전위(built-in potential) 및 쇼트키 장벽 높이는 각각 1.70V 및 1.82V이었다. Sb/SiC(4H)의 장벽높이 1.82V는 Ti/SiC(4H)의 0.91V보다 높았다. 그러나 Sb/SiC(4H)의 전류밀도와 역방향 항복전장은 Ti/SiC(4H)의 것보다 낮았다. Ti/SiC(4H)는 물론 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드는 고전력 전자소자로서 유용하다.