In this study several P type and N type ceramic semiconductors were prepared by atomic valence control and their electric resistivities were investigated with various concentrations of additive impurities. N-P junctions were made by thin film printing method and their varistor-like characteristics were investigated and their availability was discussed. The results are followings, 1) Some N type semiconductors with a proper concentration of additive impurity have minimum resistivities. 2) The N-P junction samples with ZnO as a constituent material of N type semiconductor have linearity in voltage-current characteristics, but the other N-P junction samples have the non-linearity, 3) Some N-P junction samples showed the good varistor-like characteristics.
오늘날 전력소자의 작동에 고주파를 사용하기 때문에 에너지 손실을 줄이기 위해 전력소자의 스위칭 속도를 증가시키는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 $p^+- n^-$ 접합 다이오드의 스위칭 속도를 증가시킬 목적으로 minority carrier의 수명을 감소시킬 수 있는 전자조사를 실시하였다. 다이오드의 전기적 성질에 대한 전자조사의 효과를 나타냈다. 스위칭 속도는 효과적으로 증가하였다. 또한 증가될 것으로 예상되는 접합 누설 전류와 전자조사 후 정전압강하는 최적 조건의 에너지와 dose량으로 조사된 $p^+- n^-$접합 다이오드에서는 무시할 수 있는 정도로 나타났다. DLTS와 C-V 분석은 실리콘 기판에서 전자조사로 감소된 결함은 0.284eV와 0.483eV의 에너지 준위를 갖는 donor-like 결함인 것을 보여준다. 본 연구에서의 실험 결과를 고려해 보면, 전자조사는 $p^+- n^-$ 접합 다이오드 전력 소자의 스위칭 속도를 증가시켜 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 가장 유용한 기술이라고 결론지을 수 있다.
The electrical properties of TiM/TiSi$_{2}$ bilayer formed by rapid thermal anneal in NH$_{3}$ ambient after the Ti film is deposited on silicon cubstrate are investigated. N$^{+}$ contact resistance slightly increases with increasing annealing temperature with P$^{+}$ contact resistance decreases. The contact resistance of N$^{+}$ contance was less than 24[.OMEGA.] but P$^{+}$ thatn that of N$^{+}$ contact but the leakage current indicates degradation of the contact at high annealing temperature for both N$^{+}$ and contacts. The leakage current of N$^{+}$ Junction was less than 0.06[fA/${\mu}m^{2}$] but P$^{+}$ contact was 0.11-0.15[fA/${\mu}m^{2}$]. The junction breakdown voltage for N$^{+}$ junction remains contant with increasing annealing temperature while P$^{+}$ junction slightly decreases. The Electrical properties of a two step annealing are better than that of one step annealing. The Tin/TiSi$_{2}$ bilayer formed by RTA in NH$_{3}$ ambient reveals good electrical properties to be applicable at ULSI contact.
Pure mono Silane(Purity: 99.99%) was used as a thin film source and [$SiH_4$ + $H_2$ (5%)] + [$PH_3$ + $H_2$(0.05%)] mixed dilute gas was used for p-n junction diode. The substrate was P-type silicon wafer (p=$3{\Omega}$ cm) with the direction (100). The crystalline qualities of deposited thin film were investigated by the X-ray diffraction, RHEED and TED patterns and the voltampere characteristics of p-n junction diode was identified by I-V curve.
A disposable solid-state pH sensor was realized by utilizing two nanoporous Pt (npPt) electrodes and a copolyelectrolytic junction. One nanoporous Pt electrode was to measure the pH as an indicating electrode (pH-IE) and the other assembled with copolyelectrolytic junction was to maintain constant open circuit potential ($E_{oc}$) as a solid-state reference electrode (SSRE). The copolyelectrolytic junction was composed of cationic and anionic polymers immobilized by photo-polymerization of N,N'-methylenebisacrylamide, making buffered electrolytic environment on the SSRE. It was expected to make. The nanoporous Pt surrounded by a constant pH excellently worked as a solid state reference electrode so as to stabilize the system within 30 s and retain the electrochemical environment regardless of unknown sample solutions. Combination between the SSRE and the pH-IE commonly based on nanoporous Pt yielded a complete solid-state pH sensor that requires no internal filling solution. The solid state pH sensing chip is simple and easy to fabricate so that it could be practically used for disposable purposes. Moreover, the solid-state pH sensor successfully functions in calibration-free mode in a variety of buffers and surfactant samples.
The effects of Ge composition variation in $a-Si_{1-x}Ge_x:H$ alloy p-i-n solar cells on the physical properties and current density-voltage characteristics are analyzed by a new simulation modelling based on the update published experimental datas. The simulation modelling includes newly formulated density of gap density spectrum corresponding to Ge composition variation and utilizes the newly derived generation rate formulars which include the reflection coefficients and can apply to multijunction structures as well as single junction structure. The effects in $a-Si_{1-x}Ge_x:H$ single junction are analyzed through the efficiency, fill factor, open circuit voltage, short circuit current density, free carriers, trap carriers, electric field, generation rate and recombination rate. Based on the results analyzed in single junction structure, the applications to multiple junction structures are discussed and the optimal conditions reaching to a high performance are investigated.
The field-effect transistors (FETs) with a graphene-based p-n junction channel were fabricated using the patterned self-assembled monolayers (SAMs). The self-assembled 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) monolayer deposited on $SiO_2$/Si substrate was patterned by hydrogen plasma using selective coating poly-methylmethacrylate (PMMA) as mask. The APTES-SAMS on the $SiO_2$ surface were patterned using selective coating of PMMA. The APTES-SAMs of the region uncovered with PMMA was removed by hydrogen plasma. The graphene synthesized by thermal chemical vapor deposition was transferred onto the patterned APTES-SAM/$SiO_2$ substrate. Both p-type and n-type graphene on the patterned SAM/$SiO_2$ substrate were fabricated. The graphene-based p-n junction was studied using Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. To implement low voltage operation device, via ionic liquid ($BmimPF_6$) gate dielectric material, graphene-based p-n junction field effect transistors was fabricated, showing two significant separated Dirac points as a signature for formation of a p-n junction in the graphene channel.
대표적인 반도체 소재인 실리콘을 유연소자로 이용하기 위하여 매우 얇은 나노리본 형태로 제작하였다. p-타입과 n-타입 도핑 그리고 고유한 영역으로 구성된 실리콘 소자(p-i-n 접합소자)를 가로/세로 100라인씩 연결하여 총 10,000개의 어레이 소자를 구현하였고 그 크기는 대각선 1인치에 달했다. 이 패시브 매트릭스 소자는 p-n 접합 소자에 비해 교차 혼선에 의한 역전류가 적어 정류비가 $10_{4}$ 이상의 값을 나타내었다. 완성된 소자는 불산 처리를 통해 기판으로부터 쉽게 떼어낼 수 있으며, 각각 PDMS 와 유연한 PET 필름에 전이할 수 있었다.
박막 실리콘 태양 전지는 저가격화 및 대량생산, 대면적화에 유리하다는 장점을 가지고 있다. 단점으로 지적되는 낮은 효율을 극복하기 위해 광흡수층의 밴드갭이 서로 다른 두 개 이상의 박막을 적층하여, 넓은 파장 대역의 빛을 효과적으로 흡수함으로써 광변환 효율을 올리기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 서로 다른 밴드갭의 광흡수층을 가진 p-i-n 구조를 다중 적층하여 고효율의 태양 전지를 제작하기 위해서는 n-도핑층과, p-도핑층 간에 전자와 정공이 빠르게 재결합할 수 있는 터널 접합(Tunnel Recombination Junction)의 형성이 필수적이며, 이때 광손실이 최소화되도록 해야한다. 만약 터널 접합이 적절하게 형성되지 않으면 결합되지 않은 전자와 정공이 도핑층 사이에 쌓이게 되고, 도핑층 사이의 저항 증가로 태양 전지의 광변환 효율은 크게 하락한다. 이번 연구에서는 터널 접합이 잘 이루어지게 하기 위한 n-도핑층 및 p-도핑층 박막의 특성과, 터널 접합의 특성에 따른 적층형 태양 전지의 광효율 변화를 확인하였다. 광흡수층 및 도핑층은 TCO($SnO_2:F$, Asahi) 유리 기판 위에 PECVD를 사용하여 p-i-n 구조로 RF Power 조건에서 증착되었고, ${\mu}c$-Si 광흡수층의 경우에는 VHF Power 조건에서 증착되었다. 광흡수층이 a-Si/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 이중 접합 태양 전지에서 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층 사이의 터널 접합 실험 결과 n-도핑층 및 p-도핑층의 결정화도와 도핑 농도를 조절하여 터널 접합의 저항을 최소화했고, 터널 접합 특성이 이중 접합 셀의 광효율 특성과 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 광흡수층이 a-Si/a-SiGe/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 삼중 접합 태양 전지 실험의 경우 a-Si과 a-SiGe 광흡수층 사이에 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층/a-SiC p-도핑층의 구조를 적용하여 터널 접합을 형성하였으며, ${\mu}c$-Si p-도핑층의 두께 및 박막 특성을 개선하여 광손실이 최소화된 터널 접합을 구현하였고, 삼중 접합 태양 전지에 적용되었다.
p-n junction에 있어서 microplasma전류의 selfheating에 의한 온도상승의 과도현상을 전류가 작은 경우와 큰 경우에 대해서 고찰하였다. 전류가 작은 경우에는 microplasma site의 온도상승과 전류의 감소는 비례하며 일반적인 시정수가 정해지나 큰 전류의 경우에는 일반적으로 복잡하며 시정수도 일반적으로 정해지지 않는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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