• 제목/요약/키워드: Deep level trap

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Fe 오염에 따른 Si내의 deep level거동에 관한 연구 (The Study of Deep Level Behaviors in Si Contaminated by Iron)

  • 문영희;김종오
    • 한국재료학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.104-107
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    • 1999
  • Fe 강제오염된 p-Si에서 여러 가지 quenching 조건에 기인한 에너지 준위들을 deep level transient spectroscopy(DLTS)를 이용하여 측정하였으며, 또한 선택 에칭방법/Optical microscope을 이용한 BMD(bulk micro-defeat)측정을 통하여 Fe 침전물 형서에, Fe 확산을 위한 어닐링 후 Cooling 조건이 미치는 영향을 분석하였다. Cooling 조건들이 여러 종류의 hole trap과 bulk micro-defeat(BMD)형성에 영햐을 주는 것으로 나타났으며, normal cooling의 경우 $\textrm{Fe}_{i}$, 또는 Fe-O complex 와 관계있는 $\textrm{T}_{1},\;\textrm{T}_{2},\;\textrm{T}_{3},\;\textrm{T}_{4}$ trap이 나타났으며, Slow Cooling 의 영향으로 인하여 활성화 에너지가 0.4eV에 해당하는 trap들이 관찰되었다. 또한 $\textrm{Fe}^{+}\textrm{}^{-}$ pair(H4: 0.56eV)는 $\textrm{LN}_{2}$ quenching한 경우에서만 나타났다.

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전위 장벽에 따른 4H-SiC MPS 소자의 전기적 특성과 깊은 준위 결함 (Electrical Characteristics and Deep Level Traps of 4H-SiC MPS Diodes with Different Barrier Heights)

  • 변동욱;이형진;이희재;이건희;신명철;구상모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.306-312
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    • 2022
  • 서로 다른 PN 비율과 금속화 어닐링 온도에 의해 장벽 높이가 다른 4H-SiC 병합 PiN Schottky(MPS) 다이오드의 전기적 특성과 심층 트랩을 조사했다. MPS 다이오드의 장벽 높이는 IV 및 CV 특성에서 얻었다. 전위장벽 높이가 낮아짐에 따라 누설 전류가 증가하여 10배의 전류가 발생하였다. 또한, 심층 트랩(Z1/2 및 RD1/2)은 4개의 MPS 다이오드에서 DLTS 측정을 통해 밝혀졌다. DLTS 결과를 기반으로, 트랩 에너지 준위는 낮은 장벽 높이와 함께 22~28%의 얕은 수준으로 확인되었다. 이는 쇼트키 장벽 높이에 대해 DLTS에 의해 결정된 결함 수준 및 농도의 의존성을 확인할 수 있다.

4H-SiC PiN과 SBD 다이오드 Deep Level Trap 비교 분석 (Deep Level Trap Analysis of 4H-SiC PiN and SBD Diode)

  • 신명철;변동욱;이건희;신훈규;이남석;김성준;구상모
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.123-126
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    • 2022
  • We investigated deep levels in n-type 4H-SiC epitaxy layer of the Positive-Intrinsic-Negative diode and Schottky barrier diodes by using deep level transient spectroscopy. Despite the excellent performance of 4H-SiC, research on various deep level defects still requires a lot of research to improve device performance. In Positive-Intrinsic-Negative diode, two defects of 196K and 628K are observed more than Schottky barrier diode. This is related to the action of impurity atoms infiltrating or occupying the 4H-SiC lattice in the ion implantation process. The I-V characteristics of the Positive-Intrinsic-Negative diode shows about ~100 times lower the leakage current level than Schottky barrier diode due to the grid structures in Positive-Intrinsic-Negative. As a result of comparing the capacitance of devices diode and Schottky barrier diode devices, it can be seen that the capacitance value lowered if it exists the P implantation regions from C-V characteristics.

깊은 준위 결함에 의한 SiC SBD 전기적 특성에 대한 영향 분석 (The effect of deep level defects in SiC on the electrical characteristics of Schottky barrier diode structures)

  • 이건희;변동욱;신명철;구상모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.50-55
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    • 2022
  • SiC는 차세대 전력반도체의 핵심 재료로 넓은 밴드갭과 높은 절연파괴강도, 열전도율을 가지고 있지만 deep level defect와 같은 다양한 문제를 야기하는 결함이 존재한다. SiC에서 나타나는 defect는 물성에서 나타나는 defect와 계면에서 나타나는 interface trap 2가지로 나뉜다. 본 논문은 상온 (300 K)에서 보고되는 Z1/2 trap concentration 0 ~ 9×1014 cm-3을 SiC substrate와 epi layer에 적용하여 turn-on 특성을 알아보고자 한다. 전류밀도와 SRH(Shockley-Read-Hall), Auger recombination을 통해 구조 내 재 결합률을 확인하였다. trap concentration이 증가할수록 turn-on시 전류밀도와 재 결합률은 감소하며 Ron은 0.004에서 0.022 mΩ으로 약 550% 증가하였다.

DLTS를 이용한 AlGaAs 에피층의 깊은준위 거동에 관한 연구 (A Study on Behavior of Deep Levels for AlGaAs Epi-layers using DLTS)

  • 최영철;박용주;김태근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.150-153
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    • 2004
  • 본 논문에서는 780 nm 고출력 레이저 다이오드의 신뢰성을 향상시키기 위하여 DLTS(deep level transient spectroscopy)을 이용하여 MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition) 성장 조건 변화에 따른 $Al_{0.48}Ga_{0.52}As$$Al_{0.1}Ga_{0.9}As$ 물질에서의 깊은준위(deep level)의 거동을 조사하였다. DLTS 측정결과, MOCVD로 성장된 막에서만 나타나는 결함(defect)으로 추정되는 trap A(0.3 eV), DX center로 알려진 trap B, 갈륨(Ga) vacancy와 산소(O2) 원자의 복합체(complex)에 의한 결함인 trap D(0.6 eV) 및 EL2 라고 불리우는 trap E(0.9 eV)의 네 가지 깊은준위들이 관측되었고, 성장 조건의 변화에 따라 깊은 준위들의 농도가 감소하는 것을 관측함으로써 최적 성장 조건을 찾을 수 있었다.

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Deep-Level Defects on Nitrogen-Doped ZnO by Photoinduced Current Transient Spectroscopy

  • Choi, Hyun Yul;Seo, Dong Hyeok;Kwak, Dong Wook;Kim, Min Soo;Kim, Yu Kyeong;Lee, Ho Jae;Song, Dong Hun;Kim, Jae Hee;Lee, Jae Sun;Lee, Sung Ho;Yoon, Deuk Gong;Bae, Jin Sun;Cho, Hoon Young
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.421-422
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    • 2013
  • Recently, ZnO has received attentionbecause of its applications in optoelectronics and spintronics. In order to investigate deep level defects in ZnO, we used N-doped ZnO with various of the N-doping concentration. which are reference samples (undoped ZnO), 27%, 49%, and 88%-doped ZnO. Photoinduced current transient spectroscopy (PICTS) measurement was carried out to find deep level traps in high resistive ZnO:N. In reference ZnO sample, a deep trap was found to located at 0.31 (as denoted as the CO trap) eV below conduction band edge. And the CN1 and CN2 traps were located at 0.09, at 0.17 eV below conduction band edge, respectively. In the case of both annealed samples at 200 and $300^{\circ}C$, the defect density of the CO trap increases and then decreases with an increase of N-doping concentration. On the other hands, the density of CN traps has little change according to an increase of N-doping concentration in the annealed sample at $300^{\circ}C$. According to the result of PICTS measurement for different N-doping concentration, we suggest that the CO trap could be controled by N-doping and the CN traps be stabilized by thermal annealing at $300^{\circ}C$.

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Analysis of Deep-Trap States in GaN/InGaN Ultraviolet Light-Emitting Diodes after Electrical Stress

  • Jeong, Seonghoon;Kim, Hyunsoo;Lee, Sung-Nam
    • Journal of the Korean Physical Society
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    • 제73권12호
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    • pp.1879-1883
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    • 2018
  • We analyzed the deep-trap states of GaN/InGaN ultraviolet light-emitting diodes (UV LEDs) before and after electrical stress. After electrical stress, the light output power dropped by 5.5%, and the forward leakage current was increased. The optical degradation mechanism could be explained based on the space-charge-limited conduction (SCLC) theory. Specifically, for the reference UV LED (before stress), two sets of deep-level states which were located 0.26 and 0.52 eV below the conduction band edge were present, one with a density of $2.41{\times}10^{16}$ and the other with a density of $3.91{\times}10^{16}cm^{-3}$. However, after maximum electrical stress, three sets of deep-level states, with respective densities of $1.82{\times}10^{16}$, $2.32{\times}10^{16}cm^{-3}$, $5.31{\times}10^{16}cm^{-3}$ were found to locate at 0.21, 0.24, and 0.50 eV below the conduction band. This finding shows that the SCLC theory is useful for understanding the degradation mechanism associated with defect generation in UV LEDs.

In_{1-x}Ga_xP$의 깊은 준위 특성 (Properties of deep levels in In_{1-x}Ga_xP$)

  • 김선태;문동찬
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권4호
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    • pp.312-316
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    • 1994
  • In this study, ln$_{1-x}$ Ga$_{x}$P alloy crystal which has different compositions were grown by the temperature gradient solution(TGS) method, and the properties of deep levels were measured in the temperature range of 9OK-450K. We find the four deep levels of E$_{1}$, E$_{2}$(248meV), E$_{3}$(386meV) and E$_{4}$(618meV) in GaP, which has composition of Ga in In$_{1-x}$ Ga$_{x}$P is one, and the trap densities of E$_{3}$ and E4 levels were 7.5*10$^{14}$ cm$^{-3}$ and 9*10$^{14}$ cm$^{-3}$ , respectively. A broad deep level spectra was revealed in In$_{1-x}$ Ga$_{x}$P whose composition of Ga, x, were 0.56 and 0.83, and the activation energy and trap densities were about 430meV and 6*10$^{14}$ cm$^{-3}$ , respectively.ectively.

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4H-SiC PiN 다이오드의 깊은 준위 결함에 따른 전기적 특성 분석 (Analysis of Electrical Characteristics due to Deep Level Defects in 4H-SiC PiN Diodes)

  • 이태희;박세림;김예진;박승현;김일룡;김민규;임병철;구상모
    • 한국재료학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.111-115
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    • 2024
  • Silicon carbide (SiC) has emerged as a promising material for next-generation power semiconductor materials, due to its high thermal conductivity and high critical electric field (~3 MV/cm) with a wide bandgap of 3.3 eV. This permits SiC devices to operate at lower on-resistance and higher breakdown voltage. However, to improve device performance, advanced research is still needed to reduce point defects in the SiC epitaxial layer. This work investigated the electrical characteristics and defect properties using DLTS analysis. Four deep level defects generated by the implantation process and during epitaxial layer growth were detected. Trap parameters such as energy level, capture-cross section, trap density were obtained from an Arrhenius plot. To investigate the impact of defects on the device, a 2D TCAD simulation was conducted using the same device structure, and the extracted defect parameters were added to confirm electrical characteristics. The degradation of device performance such as an increase in on-resistance by adding trap parameters was confirmed.

SI GaAs : Cr과 Undoped GaAs의 깊은 준위 (Deep Levels in Semi-Insulating GaAs : Cr and Undoped GaAs)

  • 이진구
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1294-1303
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    • 1988
  • 광 유도 전류 천이 (photo-induced current transient)방법으로 측정한 SI GaAs의 전자와 정공 trap이 갖을 수 있는 activation energy({\Delta}E_r)의 범위는 0.16$\pm$ 0.01eV에서 0.98$\pm$ 0.01eV까지 분포되어 있다. SI Undoped GaAs가 SI GaAs : Cr 보다 깊은 준위의 수가 적음을 확인 하였다. Trap의 열적인 capture cross section과 농도를 평가 하였고, 약간의 trap은 SI GaAs 성장시에 발생될 수 있는 결함과 관련되어 있음을 확인하였다. 특히 SI GaAs에서 보상 level로 작용하는 Cr과 “0” level를 좀 더 정확하게 측정하기 위하여 서로 다른 측정방법을 사용하여 측정한 결과를 각기 비교 검토 하였다. 즉, PICT측정, 상온 이상의 온도에서 측정한 Hall data 및 광전류 spectra data 등을 비교 검토 하였으며, 보상 level은 격자 결합이 매우 약함을 확인할 수 있었다. Hall data를 computer로 분석한 결과 중성 불순물 scattering이 측정 온도 범위에서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다.

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