• 제목/요약/키워드: Field Effect Mobility

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2차원 N-P-N 바이폴라 트랜지스터의 수치해석-BIPOLE (Numerical Analysis of a Two-Dimensional N-P-N Bipolar Transistor-BIPOLE)

  • 이종화
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.71-82
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    • 1984
  • 2차원 n-p-n 바이폴라 트랜지스터의 수치해석을 위한 프로그램(BIPOLE)을 개발하였다. 이 프로그램은 SRH와 Auger 재결합 기구들과 불순물 농도와 전계강도에 대한 운송자 이동도의 의존성과 밴드 갭 축소 효과들을 포함하고 있다. Poisson 방정식에는 Newton법을 또 정공과 전자의 연속 방정식에는 발산이론을 이용하여 여러가지 물리적인 제한없이 기본 반도체 방정식들에 대한 유한차분 공식들을 만들었다. 선형화된 방정식들의 계수 행렬은 희소 대칭 M 행렬이었는데 그 해를 구하기 위해 ICCG법과 Gummel의 알고리즘을 적용하였다. 이 프로그램 BIPOLE를 n-p-n 트랜지스터의 여러가지 정상 상태 문제에 적용시켰다. 그 응용의 보기로서 공통 에미터 전류이득의 변화, 에미터 용량에 대한 확산용량이 미치는 영향과 입출력 특성곡선들을 계산해 보았다. 전위 분포와 전자와 정공 농도분포와 같은 계산 결과를 3차원 컴퓨터 그래픽으로 도시하였다. 이 프로그램은 장차 2차원 트랜지스터의 교류 및 왜곡 현상의 수치해석의 기초로 이용될 것이며, 이 프로그램에 관심있는 모든 분들께 공급될 것이다.

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Hot Wall Epitaxy (HWE)에 의한 CdGa$_2$Se$_4$ 단결정 박막 성장과 광전기적 특성 (Growth and Optoelectric Characterization of CdGa$_2$Se$_4$ Sing1e Crystal Thin Films)

  • 홍광준;박창선
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.167-170
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    • 2001
  • The stochiometric mix of evaporating materials for the CdGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, CdGa$_2$Se$_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were 630$^{\circ}C$ and 420$^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of CdGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films measured from Hall erect by van der Pauw method are 8.27x10$\^$17/ cm$\^$-3/, 345 $\textrm{cm}^2$/V$.$s at 293 K, respectively. From the Photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c-axis of the CuInSe$_2$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting ΔSo and the crystal field splitting ΔCr were 106.5 meV and 418.9 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on CdGa$_2$Se$_4$ single crystal thin film, we observed free excition (E$\_$X/) existing only high quality crystal and neutral bound exiciton (D$\^$0/,X) having very strong peak intensity. Then, the full-width-at-half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral donor bound excision were 8 meV and 13.7 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 137 meV,

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영상센서를 위한 비정질 실리콘 박막트랜지스터의 제작 및 특성 (Fabrication and Characteristics of a-Si : H TFT for Image Sensor)

  • 김영진;박욱동;김기완;최규만
    • 센서학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.95-99
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    • 1993
  • 영상 센서를 위한 비정질 실리콘 박막트랜지스터 (a-Si : HTFT)를 제작하고 그 동작 특성 을 조사하였다. 게이트 절연막으로는 비정질 실리콘 질화막(a-SiN : H)을 증착하였으며 소오스와 드레인 영역에서의 저항성 접합을 위해 $n^{+}$ 형 비정질 실리콘($n^{+}$-a-Si : H)을 증착하였다. 이 때 a-SiN : H막과 a-Si : H막의 두께는 각각 $2000{\AA}$, $n^{+}$-a-Si : H막의 두께는 $500{\AA}$이었다. 또한 a-Si : H TFT의 채널길이와 채널폭은 각각 $50{\mu}m$$1000{\mu}m$였다. 본 연구에서 제작한 a-Si : H TFT의 ON/OFF 전류비는 $10^{5}$, 문턱전압은 6.3 V 그리고 전계효과 이동도는 $0.15cm^{2}/V{\cdot}s$로 나타났다.

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P3HT와 IZO 전극을 이용한 thin film transistors 제작 (Fabricated thin-film transistors with P3HT channel and $NiO_x$ electrodes)

  • 강희진;한진우;김종연;문현찬;박광범;김태하;서대식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.467-468
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    • 2006
  • We report on the fabrication of P3HT-based thin-film transistors (TFT) that consist of indium-zinc-oxide (IZO), PVP (poly-vinyl phenol), and Ni for the source-drain (S/D) electrode, gate dielectric, and gate electrode, respectively. The IZO S/D electrodes of which the work function is well matched to that of P3HT were deposited on a P3HT channel by thermal evaporation of IZO and showed a moderately low but still effective transmittance of ~25% in the visible range along with a good sheet resistance of ${\sim}60{\Omega}/{\square}$. The maximum saturation current of our P3HT-based TFT was about $15{\mu}A$ at a gate bias of -40V showing a high field effect mobility of $0.05cm^2/Vs$ in the dark, and the on/off current ratio of our TFT was about $5{\times}10^5$. It is concluded that jointly adopting IZO for the S/D electrode and PVP for gate dielectric realizes a high-quality P3HT-based TFT.

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나노결정 InGaZnO 산화물 박막트랜지스터와 비결정 InGaZnO 산화물 박막트랜지스터의 소자 신뢰성에 관한 비교 연구 (Comparison of Stability on the Nano-crystalline Embedded InGaZnO and Amorphous InGaZnO Oxide Thin-film Transistors)

  • 신현수;안병두;임유승;김현재
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.473-479
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    • 2011
  • In this paper, we have compared amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin-film transistor (TFT) with the nano-crystalline embedded-IGZO ($N_c$-embedded-IGZO) TFT fabricated by solid-phase crystallization (SPC) technique. The field effect mobility (${\mu}_{FE}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 2.37 $cm^2/Vs$ and the subthreshold slope (S-factor) was 0.83 V/decade, which showed lower performance than those of a-IGZO TFT (${\mu}_{FE}$ of a-IGZO was 9.67 $cm^2/Vs$ and S-factor was 0.19 V/decade). This results originated from generation of oxygen vacancies in oxide semiconductor and interface between gate insulator and semiconductor due to high temperature annealing process. However, the threshold voltage shift (${\Delta}V_{TH}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 0.5 V, which showed 1 V less shift than that of a-IGZO TFT under constant current stress during $10^5$ s. This was because there were additionally less increase of interface trap charges in Nc-embedded-IGZO TFT than a-IGZO TFT.

RF 마그네트론 스퍼터링법으로 상온 증착된 비정질 ITZO 산화물의 전기적 및 광학적 특성 (Electrical and Optical Properties of Amorphous ITZO Deposited at Room Temperature by RF Magnetron Sputtering)

  • 이기창;조광민;이준형;김정주;허영우
    • 한국표면공학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.239-243
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    • 2014
  • The electrical and optical properties of amorphous In-Tin-Zinc-Oxide(ITZO) deposited at room temperature using rf-magnetron sputtering were investigated. The amorphous ITZO thin films were obtained at the composition of In:Sn:Zn = 6:2:2, 4:3:3, and 2:4:4, but the ITZO (8:1:1) showed a crystalline phase of bixbyite structure of In2O3. The resistivity of ITZO could be controlled by oxygen pressure in the sputtering ambient. The resistivity of post-annealed ITZO thin films exhibited the dependence on the amount of Indium. Optical energy band gap and transmittance increased as the amount of indium in ITZO increased. For the device application with ITZO, the bottom-gated thin-film transistor using ITZO as a active channel layer was fabricated. It showed a threshold voltage of 1.42V and an on/off ratio of $5.63{\times}10^7$ operated with saturation field-effect mobility of $14.2cm^2/V{\cdot}s$.

Effects of process variables on aqueous-based AlOx insulators for high-performance solution-processed oxide thin-film transistors

  • Huh, Jae-Eun;Park, Jintaek;Lee, Junhee;Lee, Sung-Eun;Lee, Jinwon;Lim, Keon-Hee;Kim, Youn Sang
    • Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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    • 제68권
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    • pp.117-123
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    • 2018
  • Recently, aqueous method has attracted lots of attention because it enables the solution-processed metal oxide thin film with high electrical properties in low temperature fabrication condition to various flexible devices. Focusing the development of aqueous route, many researchers are only focused on metal oxide materials. However, for expansive application of the aqueous-based metal oxide films, the systematic study of performance change with process variables for the development of aqueous-based metal oxide insulator film is urgently required. Here, we propose importance of process variables to achieve high electrical-performance metal oxide insulator based on the aqueous method. We found that the significant process variables including precursor solution temperature and humidity during the spincoating process strongly affect chemical, physical, and electrical properties of $AlO_x$ insulators. Through the optimization of significant variables in process, an $AlO_x$ insulator with a leakage current value approximately $10^5$ times smaller and a breakdown voltage value approximately 2-3 times greater than un-optimized $AlO_x$ was realized. Finally, by introducing the optimized $AlO_x$ insulators to solutionprocessed $InO_x$ TFTs, we successfully achieved $InO_x/AlO_x$ TFTs with remarkably high average field-effect mobility of ${\sim}52cm^2V^{-1}\;s^{-1}$ and on/off current ratio of 106 at fabrication temperature of $250^{\circ}C$.

용액공정용 불소 도핑된 인듐 갈륨 징크 산화물 반도체의 박막 트랜지스터 적용 연구 (Solution-Processed Fluorine-Doped Indium Gallium Zinc Oxide Channel Layers for Thin-Film Transistors)

  • 정선호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.59-62
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    • 2019
  • 본 논문은 용액공정용 불소 도핑된 인듈 갈륨 징크 산화물 반도체를 연구하였으며, 박막 트랜지스터 적용 가능성을 확인하였다. 용액형 산화물 반도체를 형성하기 위해, 금속염 전구체 기반 용액을 제조하였으며, 추가적인 불소 도핑을 유도하기 위해 화학적 첨가제로서 암모늄 플로라이드를 이용하였다. 열처리 온도 및 불소 도핑양에 따른 전기적 물성을 고찰함으로서, 300도 저온 열처리를 통해 제조된 산화물 반도체층의 전기적 특성을 향상시켰다. 20 mol% 불소를 도핑하는 경우, $1.2cm^2/V{\cdot}sec$의 이동도 및 $7{\times}10^6$의 점멸비 특성이 발현 가능함을 확인하였다.

폴리머 위에 엑시머 레이저 방법으로 결정화된 다결정 실리콘의 특성 (Characteristics of Excimer Laser-Annealed Polycrystalline Silicon on Polymer layers)

  • 김경보;이종필;김무진;민영실
    • 융합정보논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.75-81
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    • 2019
  • 본 논문은 유기물로 이루어진 폴리머 기판상에 저온 다결정 실리콘 박막트랜지스터 제조방법에 대해 연구하였다. 먼저, 폴리머 기판에 화학증착방식으로 비결정 실리콘 박막을 증착하였고, 열처리 장치인 퍼니스로 탈수소 및 활성화 공정을 430도에서 2시간동안 진행하였다. 이후 엑시머 레이저를 이용하여 결정화를 진행하여 다결정 실리콘 반도체 막을 제조하였다. 이 박막은 박막트랜지스터 제작을 위한 활성층으로 사용하였다. 제작된 p형 박막트랜지스터는 이동도 $77cm^2/V{\cdot}s$, on/off 전류비는 $10^7$이상의 동작특성을 보였고, 이는 결정화된 박막내부에 결함 농도가 낮음을 의미한다. 이 결과로 유기물 기판상에 엑시머 레이저로 형성된 다결정 실리콘으로 제작된 전자소자는 플렉서블 AMOLED 디스플레이 회로 형성에 최적의 기술임을 알 수 있다.

박막트랜지스터의 방사선 내구성 평가 (Radiation Resistance Evaluation of Thin Film Transistors)

  • 전승익;이봉구
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.625-631
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    • 2023
  • 24시간/7일 동안 높은 관전압 하에서 높은 프레임 속도로 검사 대상체의 불량을 검사하는 산업용 동영상 엑스레이 디텍터의 중요한 요구사양은 높은 방사선 내구성을 확보하는 것이다. 본 연구는 비정질 실리콘 (a-Si), 다결정 실리콘 (Poly-Si), In-Ga-Zn-O 산화물 (IGZO) 등의 반도체 층을 갖는 다양한 박막트랜지스터를 제작하여 각각의 방사선 내구성을 확인하였다. a-Si TFT 대비 수십 배 높은 전계효과 이동도로 고속 동영상 구현이 가능한 IGZO TFT의 경우, IGZO 반도체 층과 층간절연막 사이에 수소화 처리를 진행할 경우 산업용 요구사양인 10,000 Gy 누선선량까지 엑스레이 영상센서로 적용 가능한 수준 이상으로 전기적 특성의 변화가 없음을 확인하였다. 따라서 수소화한 IGZO TFT는 방사선 내구성을 확보함과 동시에 높은 전계효과 이동도로 동영상 디텍터의 영상센서에 적용 가능한 유일한 소자임을 확인하였다.