We carried out 2-dimensional numerical calculations of electrostatic potential for triode field emitters with planar cathodes using the finite element method. As it turned out, the conventional triode structure with a planar cathode suffered from large gate current and wide spreading of emitted electrons. To circumvent these shortcomings, we proposed a new triode structure. By simply inserting a conducting layer of proper thickness on top of the cathode layer, we were able to modify the electric field distribution on the cathode surface so that low gate current and electron-focusing effect were achieved, simultaneously.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.41
no.3
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pp.267-273
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1992
An advanced on-resistance model of VDMOS devices in the low voltage regimes is proposed and verified by 2-D device simulations. The model considers the lateral gaussian doping profiles in the channel region and exact current spreading angles in the epitaxial layer for both linear and cellular geometries by employing the conformal mapping, It is found out that the on-resistance of low voltage VDMOS may be overestimated considerably if it is analyzed by the conventional method. The 2-D device simulation results show that the proposed model is valid for the VDMOS devices in the low voltage regimes.
In this study, the traditional electron-blocking layer (EBL) in (In,Ga)N/GaN light-emitting diodes is replaced by a circular EBL that is the same size as the n-pad. The three-dimensional (3D) nonlinear Poisson, drift-diffusion, and continuity equations are adopted to simulate current transport in the LED and its characteristics. The results indicate that the local carrier-density distribution obtained for the circular EBL design is more uniform than that for the traditional EBL design. This improves the uniformity of local radiative recombination and local internal quantum efficiency (IQE) at high injection levels, which leads to a higher lumped IQE and lower efficiency droop. With the circular EBL, the lumped IQE is higher in the outer active region and lower in the active region under the n-pad. Since most emissions from the active region under the n-pad are absorbed by the n-pad, obviously, an LED with a circular EBL will have a higher external quantum efficiency (EQE). The results also show that this LED works at lower applied voltages.
We report on the fabrication and characterization of InGaN/GaN multiple quantum well light emitting diode (LED) with a highly transparent Pt ohmic contact as a current spreading layer. The value of light transmittance of a Pt thin film with a thickness of 8 m on p-GaN was measured to be 85% at 450nm. The peak wavelength and the full-width at half-maximum (FWHM) of the emission spectrum of the LED at 20 mA were 453 m and 23 m, respectively. Pt-contacted LEDs show good electrical properties and high light-output efficiency compared to Ni/Au-contacted ones. These results suggest that a Pt thin film can be used as an effective current spreading layer with high light-transparency.
We reprot on the fabrication and characterization of InGaN/GaN multiple quantum well light-emitting diode (LED) with a highly transparent Pt ohmic contact as a current spreading layer. The value of light transmittance of a Pt thin film with a thickness of 8 nm on-GaN was measured to be 85% at 450 nm. The peak wavelength and the full-width at half-maximum (FWHM) of the emission spectrum of the LED at 20 mA were 453 nm and 23 nm, respectively. Pt-contacted LEDs show good electrical properties and high light-output efficiency compared to Ni/Au-contacted ones. These results suggest that a Pt thin film can be used as an effective current spreading layer with high light-transparency.
In this paper, 4H-SiC MOSFET, the next generation power semiconductor device, was studied. In particular, Semi-SJ MOSFET structures with improved electrical characteristics than conventional DMOSFET structures were proposed in the class of 3300V, and static characteristics of conventional and proposed structures were compared and analyzed through TCAD simulations. Semi-SuperJunction MOSFET structure is partly structure that introduces SuperJunction, improves Electric field distribution through the two-dimensional depletion effect, and increases breakdown voltage. Benefit from the improvement of breakdown voltage, which can improve the on resistance as high doping is possible. The proposed structure has a slight reduction in breakdown voltage, but has an 80% decrease in on resistance compared to the conventional DMOSFET structure, and a 44% decrease in on resistance compared to the Current Spreading Layer(CSL) structure that improves the conventional DMOSFET structure.
Effects of nano-silver contents(15~50wt%) on screen printed-etched gate electrodes and electrical characteristics of OTFTs were investigated. As Ag contents increased, the screen-printed film was transferred exactly without spreading and obtained the densely-packed layer with a stable and excellent conductivity but, its thickness was increased and surface became rougher. It was found that the leakage current of MIM devices and off-state currents of OTFTs became larger due to poor step coverage of PVP dielectric layer on the thick and rough gate electrodes for nano-Ag inks with Ag contents more than 30wt%.
Park, Gi-Chan;Park, Jin-U;Jeong, Sang-Hun;Han, Min-Gu
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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v.49
no.1
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pp.24-29
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2000
We propose a simple method to control the crystallization depth of amorphous silicon (a-Si) deposited by PECVD or LPCVD during the excimer laser annealing (ELA). Employing the new method, we have formed poly-Si/a-Si double film and fabricated a new poly-Si TFT with vertical a-Si offsets between the poly-Si channel and the source/drain of TFT without any additional photo-lithography process. The maximum leakage current of the new poly-Si TFT decreased about 80% due to the highly resistive vertical a-Si offsets which reduce the peak electric field in drain depletion region and suppress electron-hole pair generation. In ON state, current flows spreading down through broad a-Si cross-section in the vertical a-Si offsets and the current density in the drain depletion region where large electric field is applied is reduced. The stability of poly-Si TFT has been improved noticeably by suppressing trap state generation in drain region which is caused by high current density and large electric field. For example, ON current of the new TFT decreased only 7% at a stress condition where ON current of conventional TFT decreased 89%.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.287.1-287.1
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2016
Three-dimensional (3-D) semiconductor nanoarchitectures, including nano- and micro- rods, pyramids, and disks, are emerging as one of the most promising elements for future optoelectronic devices. Since these 3-D semiconductor nanoarchitectures have many interesting unconventional properties, including the use of large light-emitting surface area and semipolar/nonpolar nano- or micro-facets, numerous studies reported on novel device applications of these 3-D nanoarchitectures. In particular, 3-D nanoarchitecture devices can have noticeably different current spreading characteristics compared with conventional thin film devices, due to their elaborate 3-D geometry. Utilizing this feature in a highly controlled manner, color-tunable light-emitting diodes (LEDs) were demonstrated by controlling the spatial distribution of current density over the multifaceted GaN LEDs. Meanwhile, for the fabrication of high brightness, single color emitting LEDs or laser diodes, uniform and high density of electrical current must be injected into the entire active layers of the nanoarchitecture devices. Here, we report on a new device structure to inject uniform and high density of electrical current through the 3-D semiconductor nanoarchitecture LEDs using metal core inside microtube LEDs. In this work, we report the fabrications and characteristics of metal-cored coaxial $GaN/In_xGa_{1-x}N$ microtube LEDs. For the fabrication of metal-cored microtube LEDs, $GaN/In_xGa_{1-x}N/ZnO$ coaxial microtube LED arrays grown on an n-GaN/c-Al2O3 substrate were lifted-off from the substrate by wet chemical etching of sacrificial ZnO microtubes and $SiO_2$ layer. The chemically lifted-off layer of LEDs were then stamped upside down on another supporting substrates. Subsequently, Ti/Au and indium tin oxide were deposited on the inner shells of microtubes, forming n-type electrodes of the metal-cored LEDs. The device characteristics were investigated measuring electroluminescence and current-voltage characteristic curves and analyzed by computational modeling of current spreading characteristics.
This study develops a highly transparent ohmic contact using phosphorus doped ZnO with current spreading for p-GaN to increase the optical output power of nitride-based light-emitting diodes (LEDs). The phosphorus doped ZnO transparent ohmic contact layer was prepared by radio frequency magnetron sputtering with post-deposition annealing. The transmittance of the phosphorus doped ZnO exceeds 90% in the region of 440 nm to 500 nm. The specific contact resistance of the phosphorus doped ZnO on p-GaN was determined to be $7.82{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm^2$ after annealing at $700^{\circ}C$. GaN LED chips with dimensions of $300\times300{\mu}m$ fabricated with the phosphorus doped ZnO transparent ohmic contact were developed and produced a 2.7 V increase in forward voltage under a nominal forward current of 20 mA compared to GaN LED with Ni/Au Ohmic contact. However, the output power increased by 25% at the injection current of 20 mA compared to GaN LED with the Ni/Au contact scheme.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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