We demonstrated that the power conversion efficiency (PCE) of bilayer solar cell was significantly enhanced by inserting interfacial layer between the organic bilayer film and the Al electrode. Moreover, the water contact angle shows that the bilayer solar cells suffer from the undesirable surface component which limits the charge transport to the Al electrode. The AFM measurement has revealed that the pre- and post-thermal annealing treatments results in different morphologies of the interfacial layer which is critical for the higher PCE of the bilayer solar cells. Furthermore we have investigated the electrical properties of the bilayer solar cells and obtained insights into the detailed device mechanisms. The transient photovoltage measurements suggests that the significantly enhanced Voc is caused by reducing the recombination at the interface between the organic films and the Al electrode. By inserting the TiO2 layer between the bilayer film and Al electrode, the open circuit voltage (Voc) was increased from 0.37 to 0.66V. Consequently, the power conversion efficiency (PCE) of bilayer solar cells was significantly enhanced from 1.23% to 3.71%. As the results, the TiO2 interfacial layer can be used to form an ohmic contact layer, serveing as a blocking layer to prevent the penetration of the Al, and to reduce the recombination at the interface.
In this study we developed a program(DEVSIM) to simulate the two dimensional distribution of the electrostatic potential and the electric field of the arbitrary structure consisting of GaAs/AlGaAs semiconductor and metal as well as dielectric. By the comparision of the electric field distribution of GaAs MESFETs with the various recess gates we proposed a suitable device structure to improve the breakdown characteristics of MESFET. According to the results of simulation the breakdown characteristics were improved as the thickness of the active epitaxial layer was decreased. And the planar structure, which had the highly doped layer under the drain for the ohmic contact, was the worst because the highly doped layer prevented the space charge layer below the gate from extending to the drain, which produced the narrow spaced distribution of the electrostatic potential contours resulting in the high electric field near the drain end. Instead of the planar structure with the highly doped drain the recess gate structure having the highly doped epitaxial drain layer show the better breakdown characteristics by allowing the extention of the space charge layer to the drain. Especially, the structure in which the part of the drain epitaxial layer near the gate show the more improvement of the breakdown characteristics.
To observe the bonding structure and electrical characteristics of a GZO oxide semiconductor, GZO was deposited on ITO glasses and annealed at various temperatures. GZO was found to change from crystal to amorphous with increasing of the annealing temperatures; GZO annealed at $200^{\circ}C$ came to have an amorphous structure that depended on the decrement of the oxygen vacancies; increase the mobility due to the induction of diffusion currents occurred because of an increment of the depletion layer. The increasing of the annealing temperature caused a reduction of the carrier concentration and an increase of the bonding energy and the depletion layer; therefore, the large potential barrier increased the diffusion current dna the Hall mobility. However, annealing temperatures over $200^{\circ}C$ promoted crystallinity by the defects without oxygen vacancies, and then degraded the depletion layer, which became an Ohmic contact without a potential barrier. So the current increased because of the absence of a potential barrier.
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
ITO는 결정질 실리콘 태양전지의 anti-reflection coating (ARC) 층으로써 적합한 물질이다. ARC layer로써 구조적, 전기적 그리고 광학적 최적 조건의 특성을 얻기 위해는 높은 figure of merit(FOM)를 가져야 하고 결정방향 제어를 해야 한다. 본 연구에서는 결정질 실리콘 태양전지에 가장 적합한 ITO ARC layer의 특성 찾기 위해 Radio frequency magnetron sputter를 이용하여 공정 조건가변 실험을 진행 하였으며 높은 FOM을 갖는 ITO 반사방지막을 shallow emitter형 결정질 실리콘 태양전지에 적용하였으며 ITO 박막은 shallow emitter층과 완벽한 ohmic 접합을 이루었다. ITO ARC layer를 적용한 Shallow emitter형 태양전지는 81.59%의 fill factor와 $35.52mA/cm^2$의 단락전류를 보이며 17.27%의 광변환 효율을 보였다.
The initial electrochemical performance of ceramic fuel cell with thin-film electrolyte fabricated by plasma-enhanced atomic layer deposition method was evaluated in terms of peak power density ratio, open circuit voltage ratio, and activation/ohmic resistance ratios at 500℃. Hydrogen and air were used as anode fuel and cathode fuel, respectively. The peak power density ratio reduced as ~52% for 30 min, which continually decreased as time increased but degradation rate gradually decreased. The open circuit voltage ratio decreased with respect time; however, its behavior was evidently different from the reduction behavior of the peak power density. The activation resistance ratio increased as ~127% for 30 min, which was almost similar with the reduction behavior of the peak power density ratio.
Contact Pattern을 Plasma Etching을 통해 Pattering 공정을 진행함에 있어서 Plasma 내에 존재하는 High Energy Ion 들의 Bombardment 에 의해, Contact Bottom 의 Silicon Lattice Atom 들은 Physical 한 Damage를 받아 Electron 의 흐름을 방해하게 되어, Resistance를 증가시키게 된다. 또한 Etchant 로 사용되는 Fluorine 과 Chlorine Atom 들은, Contact Bottom 에 Contamination 으로 작용하게 되어, 후속 Contact 공정을 진행하면서 증착되는 Ti 나 Co Layer 와 Si 이 반응하는 것을 방해하여 Ohmic Contact을 형성하기 위한 Silicide Layer를 형성하지 못하도록 만든다. High Aspect Ratio Contact (HARC) Etching 을 진행하면서 Contact Profile을 Vertical 하게 형성하기 위하여 Bias Power를 증가하여 사용하게 되는데, 이로부터 Contact Bottom에서 발생하는 Etchant 로 인한 Damage 는 더욱 더 증가하게 된다. 이 Damage Layer를 추가적인 Secondary Damage 없이 제거하기 위하여 본 연구에서는 원자층 식각방법(Atomic Layer Etching Technique)을 사용하였다. 실험에 사용된 원자층 식각방법을 이용하여, Damage 가 발생한 Si Layer를 Secondary Damage 없이 효과적으로 Control 하여 제거할 수 있음을 확인하였으며, 30 nm Deep Contact Bottom 에서 Damage 가 제거될 수 있음을 확인하였다. XPS 와 Depth SIMS Data를 이용하여 상기 실험 결과를 확인하였으며, SEM Profile 분석을 통하여, Damage 제거 결과 및 Profile 변화 여부를 확인하였으며, 4 Point Prove 결과를 통하여 결과적으로 Resistance 가 개선되는 결과를 얻을 수 있었다.
반도체 제조 시 ohmic contact을 형성하고, barrier metal layer형성을 위해 NH3 기체를 사용하는 rapid thermal nitridation (RTN)은 반도체 공정에 있어 매우 중요한 핵심 기술이다. 그러나 공정 진행 시 발생하는 공정 부산물에 의한 chamber오염으로 인해 매우 정확히 입사 되어야 할 thermal energy의 controllability가 저하되고 있어, 미세 공정능력 구현의 한계에 부닥치고 있다. 본 연구에서는 quartz plate liner를 적용하여 RTN 공정에서 발생하는 공정 부산물인 ammonium chloride (NH4Cl)의 chamber 표면 증착을 최소화하였고, 공정 진행 온도의 controllability를 확보하였다.
n형 SiC를 이용한 오옴성 접합을 알아보고자 Cu/Si/Cu 형태의 접합실험을 실시하였다. 오옴성 접합의 형성을 위하여 Cu/Si/Cu를 증착 하고 열처리를 시행하였다. 열처리는 RTP를 이용한 진공상태의 2-step 방법으로 시행하였다. 접합에 계산을 위하여 TLM구조로, 면 저항(Rs), 접촉저항(Rc), 이동거리(L$_{T}$), 패드간거리(d), 저항(R$_{T}$)값을 구하면 접합비 저항(Pc) 값을 알 수 있다. 이로 인한 결과 값은 접촉저항 값은 2$\Omega$이었고, 이동간 거리는 1$\mu\textrm{m}$이었으며 접합비저항($\rho$c)=1.0x$10^{-6}$$\Omega$$\textrm{cm}^2$ 값을 얻을 수 있었다. 물리적 변화를 AES 및 XRD를 이용하여 알아보았다. SiC 계면 상에 Cu의 변화로 인한 silicide형성이 이루어짐을 알 수 있었다.있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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