Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제15권6호
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pp.324-327
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2014
Germanium (Ge) is a promising material for next generation nanoelectronics and multiple junction solar cells. This work investigated the electrical properties in Cu/p-type Ge Schottky diodes, using current-voltage (I-V) measurements. The Schottky barrier heights were 0.66, 0.59, and 0.70 eV from the forward ln(I)-V, Cheung, and Norde methods, respectively. The ideality factors were 1.92 and 1.78 from the forward ln(I)-V method and Cheung method, respectively. Such high ideality factor could be associated with the presence of an interfacial layer and interface states at the Cu/p-Ge interface. The reverse-biased current transport was dominated by the Poole-Frenkel emission rather than the Schottky emission.
Schottky barrier diodes are fabricated on a intrinsic GaN(4${\mu}{\textrm}{m}$) epitaxial structure grown by rf plasma molecular beam epitaxy (MBE) on sapphire substrates. First, We make Ohmic electrodes (Ti/Al/Ti/Au) by evaporator. Next, we contact RuO$_2$ by dipping in the solution (RuCl$_3$.HClO$_4$), and then we deposit Ni/Au on the surface of RuO$_2$ by evaporator. We study the electrical characteristics of GaN Schottky barrier diodes made by these methods. Measurements are C-V, I-V, SEM, EDX, and XRD for the characteristics of devices. Thickness of RuO$_2$ layer depends on supplied voltage and dipping time. Device of thinner RuO$_2$ layer have a good Schottky characteristics compare with device of thicker RuO$_2$ layer
p-형 실리콘 기판 위에 수 ${\AA}$ 두께의 어븀 금속을 증착하고, 후열처리 과정을 통하여 어븀-실리사이드/p-형 실리콘 접합을 형성하였다. 초고진공 자외선 광전자 분광 실험을 통하여 증착한 어븀의 두께에 따라 어븀-실리사이드의 일함수가 4.1 eV까지 급하게 감소하는 것을 관찰하였으며, X-ray 회절 실험에 의하여 형성된 어븀 실리사이드가 주로 $Er_5Si_3$상으로 구성되어 있음을 밝혔다. 또한, 어븀-실리사이드/p-형 실리콘 접합에 알루미늄 전극을 부착하여 쇼트키 다이오드를 제작하고, 전류전압 곡선을 측정하여 쇼트키 장벽의 높이를 산출하였다. 산출된 쇼트키 장벽의 높이는 $0.44{\sim}0.78eV$이었으며 어븀 두께 변화에 따른 상관 관계를 찾기 어려웠다. 그리고 이상적인 쇼트키 접합을 가정하고 이미 측정한 일함수로부터 산출한 쇼트키 장벽의 높이는 전류-전압 곡선으로부터 산출한 값에 크게 벗어났으며, 이는 어븀-실리사이드가 주로 $Er_5Si_3$ 상으로 구성되어 있고, $Er_5Si_3/p-$형 실리콘 계면에 존재하는 고밀도의 계면 상태에 기인한 것으로 사료된다.
In this study, we measured and comparatively analyzed the characteristics of MPS (Merged Pin Schottky) diodes in 4H-SiC by changing the areal ratio between the Schottky and PN junction region. Increasing the temperature from 298 K to 473 K resulted in the threshold voltage shifting from 0.8 V to 0.5 V. A wider Schottky region indicates a lower on-resistance and a faster turn-on. The effective barrier height was smaller for a wider Schottky region. Additionally, the depletion layer became smaller under the influence of the reduced effective barrier height. The wider Schottky region resulted in the ideality factor being reduced from 1.37 to 1.01, which is closer to an ideal device. The leakage saturation current increased with the widening Schottky region, resulting in a 1.38 times to 2.09 times larger leakage current.
1,200 V class junction barrier schottky (JBS) diodes and schottky barrier diodes (SBD) were simultaneously fabricated on the same 4H-SiC wafer. The resulting diodes were characterized at temperatures from room temperature to 473 K and subsequently compared in terms of their respective I-V characteristics. The parameters deduced from the observed I-V measurements, including ideality factor and series resistance, indicate that, as the temperature increases, the threshold voltage decreases whereas the ideality factor and barrier height increase. As JBS diodes have both Schottky and PN junction structures, the proper depletion layer thickness, $R_{on}$, and electron mobility values must be determined in order to produce diodes with an effective barrier height. The comparison results showed that the JBS diodes exhibit a larger effective barrier height compared to the SBDs.
본 논문에서는 코발트 실리사이드가 형성된 얕은 p+-n과 n+-p 접합의 전류-전압 특성을 분석하여 silicidation에 의해 형성된 Schottky contact 면적을 구하였다. 역방향 바이어스 영역에서는 Poole-Frenkel barrier lowering 효과가 지배적으로 나타나서 Schottky contact 효과를 파악하기가 어려웠다. 그러나 Schottky contact의 형성은 순방향 바이어스 영역에서 n+-p 접합의 전류-전압 (I-V) 동작에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 실리사이드가 형성된 n+-p 다이오드의 누설전류 증가는 실리사이드가 형성될 때 p-substrate또는 depletion area로 코발트가 침투퇴어 Schottky contact을 형성하거나 trap들을 발생시켰기 때문이다. 분석결과 perimeter intensive diode인 경우에는 silicide가 junction area까지 침투하였으며, area intensive junction인 경우에는 silicide가 비록 공핍층이나 p-substrate까지 침투하지는 않았더라도 공핍층 근처까지 침투하여 trap들을 발생시켜 누설전류를 증가시킴을 확인하였다. 반면 p+-n 다이오드의 경우 Schottky contact이발생하지 않았고 따라서 누설전류도 증가하지 않았다. n+-p 다이오드에서 실리사이드에 의해 형성된 Schottky contact 면적은 순방향 바이어스와 역방향 바이어스의 전류 전압특성을 동시에 제시하여 유도할 수 있었고 전체 접합면적의 0.01%보다 작게 분석되었다.
본 논문에서는 U-MOSFET 내부의 기생 body 다이오드(PN diode)를 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode)로 대체한 50V급 전력 U-MOSFET을 제안하였다. 쇼트키 다이오드는 PN 다이오드와 비교 시, 역 회복 손실(reverse recovery loss)을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 전력 MOSFET의 기생 body 다이오드를 쇼트키 body 다이오드를 대신함으로써 역 회복 손실을 최소화 할 수 있다. 제안된 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode) U-MOSFET(SU-MOS)를 conventional U-MOSFET(CU-MOS)와 전기적 특성을 비교한 결과, 전달(transfer) 및 출력(output)특성, 항복(breakdown)전압 등 정적(static) 특성의 변화 없이 감소된 역 회복 손실을 얻을 수 있었다. 즉, 쇼트키 다이오드의 폭(width)이 $0.2{\mu}m$, 쇼트키 장벽 높이(Schottky barrier height)가 0.8eV일 때 첨두 역전류(peak reverse current)는 21.09%, 역 회복 시간(reverse recovery time)은 7.68% 감소하였고, 성능지수(figure of merit(FOM))는 35% 향상되었다. 제안된 소자의 특성은 Synopsys사의 Sentaurus TCAD를 사용하여 분석되었다.
반도체 물질로서 Zinc oxide (ZnO) nanorod (NR)는 Hydrothermal growth method로 제작 시 고가의 장비가 필요치 않기에 저비용 대면적 박막을 제작하는데 적합하지만 NR들의 array 조절과 각각의 rod와 전극 간의 연결에서 어려움을 가지고 있다. 최근 연구에서는 이러한 NR array 형상 조절과 소자의 성능 향상을 위하여 tilted sputtering method를 이용해 seed layer를 lateral 하게 형성하여 성장시켜 표면적을 극대화함으로서 응용되는 센서의 성능을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 이렇게 향상된 수평구조의 ZnO NR과 다양한 전극 금속 간의 schottky barrier의 높이 차이에 따라 sensitivity와 response time의 차이를 측정하였다. NR들을 전계방출형 전자현미경과 XRD로 분석 NR의 lateral structure 및 결정성을 확인하였다. 그리고 이렇게 형성한 NR을 소자화하여 Au, Ag, Al을 전극 금속물질로 사용한 경우에 대하여 sensing performance와 전극 금속의 schottky barrier의 상관관계를 확인하였다.
In this paper we report the fabrication of an InGaAs metal-semiconductor-metal (MSM) photodiode(PD) which an InAlAs barrier enhancement layer that has very low dark current and high speed chracteristics. The detector using Cr/Au schottky metal fingers with 4um spacing on a large active area of 300*300um$^{2}$ offers a low dark current of 38nA at 10V, a low capacitance of 0.8pF, and a high 3-dB bandwidth of 2.4 GHz. To our knowledge, these characteristics are better than any previously published results obtained from large area InGaAs MSM PD's. The RC equivalent model and frequency domain current response model considering transit time were also used to analyze the frequency characteristic of the fabricated device.
Nanostructures have great potential in various devices due to the their promising electronic and optical properties. Nano-patterned the front surface of a solar cell generally results in improved performance, mostly due to an increase in the short-circuit current by the incident photons strike the cell surface at an angle. In this work, we investigate AFM-assisted nano-patterned field effect transistors (FETs) with vairous silicon oxide distance value D, from ${\sim}0.5{\mu}m$ to $1{\mu}m$. Also, we compared the electro-optical characteristics of the patterned FETs and the non-patterned FETs (reference device) based on both 2-dimensional simulation and experimental results for the wavelength from 100nm to 900nm. In addition, we report electric characteristics for illuminated surface in schottky barrier field effect transistors (SB-FETs).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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