탄화규소(Silicon Carbide)는 와이드 밴드 갭 물질로써 실리콘(Si)에 비해 고전력, 고주파, 고온 소자용 반도체 물질로서 각광받고 있다. 탄화규소를 이용하여 만든 반도체 소자 중 특히 쇼트키 배리어 다이오드는 현재 가장 많이 사용되는 전력반도체 소자로써 스위칭 속도가 매우 빠르고 낮은 온저항 특성을 가지는 소자이다. 하지만 컨텍 엣지에서의 전계집중으로 인해 항복전압이 낮아지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 엣지 터미네이션 기술이 제안되고 있는데, 본 논문에서는 최적의 항복전압을 갖기 위한 이중 필드 플레이트(Double Field Plate) 소자 구조를 제안하였다. 측정결과 제작한 소자는 온저항을 유지한 채 38% 향상된 항복전압을 나타내었다. 제안한 소자 특성 검증을 위해 소자를 설계 및 제작한 후 전기적 특성을 측정하였으며, 이중 필드 플레이트 구조는 길이와 두께가 서로 다른 필드 플레이트를 겹쳐 올림으로써 구현하였다.
Choi, Jae-Hoon;You, Xueqiu;Kim, Chul;Park, Jung-Il;Pak, James Jung-Ho
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제5권4호
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pp.640-645
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2010
This paper describes the power generating property of hydrothermally grown ZnO nanorods on a flexible polyethersulfone (PES) substrate. The piezoelectric currents generated by the ZnO nanorods were measured when bending the ZnO nanorod by using I-AFM, and the measured piezoelectric currents ranged from 60 to 100 pA. When the PtIr coated tip bends a ZnO nanorod, piezoelectrical asymmetric potential is created on the nanorod surface. The Schottky barrier at the ZnO-metal interface accumulates elecntrons and then release very quickly generating the currents when the tip moves from tensile to compressed part of ZnO nanorod. These ZnO nanorods were grown almost vertically with the length of 300-500 nm and the diameter of 30-60 nm on the Ag/Ti/PES substrate at $90^{\circ}C$ for 6 hours by hydrothermal method. The metal-semiconductor interface property was evaluated by using a HP 4145B Semiconductor Parameter Analyzer and the piezoelectric effect of the ZnO nanorods were evaluated by using an I-AFM. From the measured I-V characteristics, it was observed that ZnO-Ag and ZnO-Au metal-semiconductor interfaces showed an ohmic and a Schottky contact characteristics, respectively. ANSYS finite element simulation was performed in order to understand the power generation mechanism of the ZnO nanorods under applied external stress theoretically.
This paper describes the electrical characteristics of polycrystalline (poly) 3C-SiC thin film diodes, in which poly 3C-SiC thin films on n-type and p-type Si wafers, respectively, were deposited by APCVD using HMDS, $H_{2}$, and Ar gas at $1150^{\circ}C$ for 3 hr. The schottky diode with Au/poly 3C-SiC/Si (n-type) structure was fabricated. Its threshold voltage ($V_{bi}$), breakdown voltage, thickness of depletion layer, and doping concentration ($N_{D}$) value were measured as 0.84 V, over 140 V, 61 nm, and $2.7{\times}10^{19}cm^{-3}$, respectively. Moreover, for the good ohmic contact, Al/poly 3C-SiC/Si (n-type) structure was annealed at 300, 400, and $500^{\circ}C$, respectively for 30 min under the vacuum condition of $5.0{\times}10^{-6}$ Torr. Finally, the p-n junction diodes fabricated on the poly 3C-Si/Si (p-type) were obtained like characteristics of single 3CSiC p-n junction diode. Therefore, poly 3C-SiC thin film diodes will be suitable for microsensors in conjunction with Si fabrication technology.
$SnO_2$의 결정 변화에 따라서 달라지는 전기적인 특성을 조사하기 위해서 박막의 결정에 영향을 주는 열처릴 온도를 다르게 하여 $SnO_2$을 준비하였다. XRD, 커패시턴스, 전류전압 특성을 조사하여 서로 상관성을 조사하였다. $SnO_2$ 박막은 진공 중에서 열처리를 하면 접합계면에서 pn접합이 생기고 결정내부에는 많은 결함들이 생기면서 이온화에 의해 공핍층이 생성된다. 결함과 공핍층의 형성은 열처리 온도에 따라서 달라지며, 결정성, 결합에너지는 물론 결과적으로 전하량의 변화에 의해 전기적인 특성이 변화하는 것을 알 수 있었다. $SnO_2$ 박막은 열처리하면서 결정성이 높아졌으며, 150도 열처리한 $SnO_2$ 박막에서 쇼키전류가 형성되면서 증가하는 것을 확인하였다.
ZTO의 결정성의 변화에 따른 전기적인 특성을 조사하기 위해서 진공 중에서 열처리를 하여, 전류전압 특성을 조사하였다. ZTO 박막은 진공 중에서 열처리를 하면 계면에서 접합효과에 의해 많은 결함들이 생기고 이온화에 의해 공핍층이 생성된다. 결함과 공핍층의 형성은 열처리 온도에 따라서 달라지며, 결정성, 결합에너지는 물론 결과적으로 전하량의 변화에 의해 전기적인 특성이 변화하는 것을 알 수 있었다. ZTO 박막은 열처리하면서 결정성이 높아졌으며, 150도 열처리한 ZTO 박막에서 전기적으로 많은 전류가 형성되는 것을 확인하였다.
Ha, Min-Woo;Choi, Kangmin;Jo, Yoo Jin;Jin, Hyun Soo;Park, Tae Joo
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제16권2호
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pp.179-184
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2016
In recent years, the on-resistance, power loss and cell density of Si power devices have not exhibited significant improvements, and performance is approaching the material limits. GaN is considered an attractive material for future high-power applications because of the wide band-gap, large breakdown field, high electron mobility, high switching speed and low on-resistance. Here we report on the Ohmic contact resistance and reverse-bias characteristics of AlGaN/GaN Schottky barrier diodes with and without annealing. Annealing in oxygen at $500^{\circ}C$ resulted in an increase in the breakdown voltage from 641 to 1,172 V for devices with an anode-cathode separation of $20{\mu}m$. However, these annealing conditions also resulted in an increase in the contact resistance of $0.183{\Omega}-mm$, which is attributed to oxidation of the metal contacts. Auger electron spectroscopy revealed diffusion of oxygen and Au into the AlGaN and GaN layers following annealing. The improved reverse-bias characteristics following annealing in oxygen are attributed to passivation of dangling bonds and plasma damage due to interactions between oxygen and GaN/AlGaN. Thermal annealing is therefore useful during the fabrication of high-voltage GaN devices, but the effects on the Ohmic contact resistance should be considered.
본 논문은, ISL의 전압 스윙을 개선시키기 위한 쇼트키 접합의 특성 분석과 이 접합을 프로그램으로 특성을 시뮬레이션하였다. 특 분석용 시뮬레이션 프로그램은 SUPREM V, SPICE, Medichi, Matlab이다. 쇼트키 접합은 백금 실리사이드와 실리콘의 정류성 접촉이며, 실리콘의 n형 기판 농도 방법은 이온 주입법이며, 온도 변화에 따라서 쇼트키 접합의 특성을 측정과 분석하였고, 프로그램으로 특성을 동일 조건에서 시뮬레이션 하였다. 분석 파라미터는 순방향에서 턴온 전압, 포화 전류, 이상인자이고, 역방향에서 항복전압의 실제 특성과 시뮬레이션 특성 결과를 제시하였다. 결과로써, 순방향 턴온 전압, 역방향 항복전압, 장벽높이는 기판 농도의 증가에 따라 감소하였지만, 포화전류와 이상인자는 증가되었다.
In order to fabricate a high breakdown SiC-SBD (Schottky barrier diode), we investigate an effect on metal guard ring (MGR) in breakdown characteristics of the SiC-SBD. The breakdown characteristics of MGR-type SiC-SBD is significantly dependent on both the guard ring metal and the alloying time of guard ring metal. The breakdown characteristics of MGR-type SiC-SBDs are essentially improved as the alloying time of guard ring metal is increased. The SiC-SBD without MGR shows less than 200 V breakdown voltage, while the SiC-SBD with Al MGR shows approximately 700 V breakdown voltage. The improvement in breakdown characteristics is attributed to the field edge termination effect by the MGR, which is similar to an implanted guard ring-type SiC-SBD. There are two breakdown origins in the MGR-type SiC-SBD. One is due to a crystal defects, such as micropipes and stacking faults, in the Epi-layers and the SiC substrate, and occurs at a lower electric field. The other is due to the destruction of guard ring metal, which occurs at a higher electric field. The demolition of guard ring metal is due to the electric field concentration at an edge of Schottky contact metal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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