• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.21 no.1
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• pp.62-70
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• 1984

N+NPP+ HLEBSF (high low emitter back surface field) solar cells which have N+N high low junction in the emitter as well as N+PP+ BSF cells were designed and fabricated by using <111> oriented P type Si wafers with the resistivity of 10$\Omega$/$\textrm{cm}^2$ and the thickness of 13-15 mil. Physical parameters (impurity concentration, thickness) at each region of N+PP+ and N+NPP+ cell were made equally through same masks and simultaneous process except N region of HLEBSF cell to investigate the high low emitter junction effect for efficiency improvement. Under the light intensity of 100 mW/$\textrm{cm}^2$, total area (active area) conversion efficiency were typically 10.94% (12.16%) for N+PP+ BSF cells and 12.07% (13.41%) for N+N PP+ cells. Efficiency improvement of N+NPP+ cell which has high low emitter Junction structure is resulted from the suppression of emitter recombination current and the increasement of open circuit voltage (Voc) and short circuit current (Ish) by removing heavy doping effects occurring in N+ emitter region.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.10
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• pp.14-22
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• 2010

The source/channel/drain regions are formed by ion implantation with different dopant types of $n^+/p^{(+)}/n^+$ in the fabrication of the conventional n-type metal-oxide-semiconductor field effect transistor(NMOSFET). In implementing the ultra-small devices with channel length of sub-30 nm, in order to achieve the designed effective channel length accurately, low thermal budget should be considered in the fabrication processes for minimizing the lateral diffusion of dopants although the implanted ions should be activated as completely as possible for higher on-current level. Junctionless (JL) MOSFETs fully capable of the the conventional NMOSFET operations without p-type channel for enlarging the process margin are under researches. In this paper, the optimum design of the JL MOSFET based on silicon nanowire (SNW) structure is carried out by 3-D device simulation and the basic radio frequency (RF) characteristics such as conductance, maximum oscillation frequency($f_{max}$), current gain cut-off frequency($f_T$) for the optimized device. The channel length was 30 run and the design variables were the channel doping concentration and SNW radius. For the optimally designed JL SNW NMOSFET, $f_T$ and $f_{max}$ high as 367.5 GHz and 602.5 GHz could be obtained, respectively, at the operating bias condition $V_{GS}$ = $V_{DS}$ = 1.0 V).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.5
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• pp.534-540
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• 2006

Thin films of $V_2O_3$, $VO_2$, and $V_2O_5$ were obtained from a single precursor solution through post-annealing processes under different annealing conditions. As annealed in air, the deposited films became $V_2O_5$ with orthorhombic crystal structure, while they were $V_2O_3$ and $VO_2$ with rhombohedral and monoclinic crystal structure as annealed in vacuums with base pressure of $1{\times}10^{-6}$ Torr and with 10 mTorr $O_2$ pressure, respectively. Electrical and optical measurements indicated that the $V_2O_5$ and $VO_2$ films are semiconducting, while the $V_2O_3$ films are metallic at room temperature. Chromium doping in $VO_2$ resulted in a decrease of the resistivity and changed the conduction type from n-type to p-type. 10% Cr-doped $VO_2$ films were found to have orthorhombic crystal structure, which is different from that of the undoped $VO_2$. Spectral features in the optical absorption spectra of all the films were interpreted as the transitions involving O 2p and V 3d bands. The crystal-field splittings between $t_{2g}$ and $e_g$ states of the V 3d bands are estimated to be about 1.5 and 1.0 eV for $V_2O_5$ and $VO_2$, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.144-144
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• 2008

Blue light emitting diode structures consisting of the InGaN/GaN multiple quantum wells were grown by metalorganic chemical vapor deposition at different growth temperatures for the p-GaN contact layers and the influence of growth temperature on the emission and microstructural properties was investigated. The I-V and electroluminescence measurements showed that the sample with a p-GaN layer grown at $1084^{\circ}C$ had a lower electrical turn-on voltage and series resistance, andenhanced output power despite the low photoluminescence intensity. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that the intense electro luminescence was due to the formation of a p-GaN layer with an even distribution of Mg dopants, which was confirmed by TEM image contrast and strain evaluations. These results suggest that the growth temperature should be optimized carefully to ensurethe homogeneous distribution of Mg as well as the total Mg contents in the growth of the p-type layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.120-120
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• 1999

III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.430-430
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• 2008

Using multi plasma enhanced chemical vapor deposition system (Multi-PECVD), p-a-Si:H deposition layer as a $p^+$ region which was annealed by laser (Q-switched fiber laser, $\lambda$ = 1064 nm) on an n-type single crystalline Si (100) plane circle wafer was prepared as new doping method for single crystalline interdigitated back contact (IBC) solar cells. As lots of earlier studies implemented, most cases dealt with the excimer (excited dimer) laserannealing or crystallization of boron with the ultraviolet wavelength range and $10^{-9}$ sec pulse duration. In this study, the Q-switched fiber laser which has higher power, longer wavelength of infrared range ($\lambda$ = 1064 nm) and longer pulse duration of $10^{-8}$ sec than excimer laser was introduced for uniformly deposited p-a-Si:H layer to be annealed and to make sheet resistance expectable as an important process for IBC solar cell $p^+$ layer on a polished n-type Si circle wafer. A $525{\mu}m$ thick n-type Si semiconductor circle wafer of (100) plane which was dipped in a buffered hydrofluoric acid solution for 30 seconds was mounted on the Multi-PECVD system for p-a-Si:H deposition layer with the ratio of $SiH_4:H_2:B_2H_6$ = 30:120:30, at $200^{\circ}C$, 50 W power, 0.2 Torr pressure for 20 minutes. 15 mm $\times$ 15 mm size laser cut samples were annealed by fiber laser with different sets of power levels and frequencies. By comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the laser condition set of 50 mm/s of mark speed, 160 kHz of period, 21 % of power level with continuous wave mode of scanner lens showed the features of small difference of lifetime and lowering sheet resistance than before the fiber laser treatment with not much surface damages. Diode level device was made to confirm these experimental results by measuring C-V, I-V characteristics. Uniform and expectable boron doped layer can play an important role to predict the efficiency during the fabricating process of IBC solar cells.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.5
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• pp.654-659
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• 2010

We have investigated the effect of rubrene-doped CuPc hole transport layer on the performance of p-i-n type bulk hetero-junction photovoltaic device with a structure of ITO/PEDOT:PSS/CuPc: rubrene/CuPc:C60(blending ratio 1:1)/C60/BCP/Al and have evaluated the current density-voltage(J-V) characteristics, short-circuit current($J_{sc}$), open-circuit voltage($V_{oc}$), fill factor(FF), and energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of the device. By rubrene doping into CuPc hole transport layer, absorption intensity in absorption spectra decreased. However, the performance of p-i-n organic type bulk hetero-junction photovoltaic device fabricated with crystalline rubrene-doped CuPc was improved since rubrene shows higher bandgap and hole mobility compared to CuPc. Increased injection currents have effected on the performance improvement of the present device with energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of 1.41%, which is still lower value compared to silicone solar cell and many efforts should be made to improve organic photovoltaic devices.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.10
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• pp.629-632
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• 2006

Electrical characteristics of Pt/Ti/Pt/Au and Pd/Zn/Pd/Au contacts to p-type InGaAs grown on an InP substrate have been characterized as a function of the doping concentration and the annealing temperature. The Pt/Ti/Pt/Au contacts produced the specific contact resistance as low as $2.3{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm^2$, when heat-treated at an annealing temperature of $400^{\circ}C$. Comparison of the Pt/Ti/Pt/Au and Ti/Pt/Au contacts showed that the first Pt layer plays an important role in reducing the contact resistivity probably by lowering energy barrier at the metal-semiconductor interface. For the Pd/Zn/Pd/Au contacts, the contact resistivity remained virtually unchanged with increasing annealing temperature. The specific contact resistivity as low as $4.7{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm^2$ was obtained. The results indicate that the Pt/Ti/Pt/Au and Pd/Zn/Pd/Au schemes could be potentially important for the fabrication of InP-based optoelectronic devices, such as photodetector and optical modulator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.301-301
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• 2010

2010년경 2.5G APD 시장은 3, 000억원 규모로 증가하는데 이는 FTTH 망의 확산에 힘입은 바 크다. 이와 같이 중요한 APD 소자는 현재 광통신 부품시장을 석권해 가고 있는 대만, 중국 업체들은 제조기술을 갖고 있지 않고 주로 미국-일본 기술에 의존하고 있기 때문에 Niche market으로 중요한 부품이라 할 수 있다. APD의 증폭은 높은 전기장에 의해 얻어지는데, 이 때문에 메사형 구조로는 신뢰성을 확보하기 어렵게 되고 따라서 평면형(Planar) 구조로 설계-제작하게 된다. APD 소자는 증폭층의 너비에 의해 APD의 이득-대역폭이 정해지므로 증폭층 폭을 정확하게 조절하는 것은 매우 중요하다. 증폭층의 폭은 에피 성장과 같은 높은 정밀성을 갖는 장비에 의해 조절하는 것이 아니라, Planar 구조의 특성상 Zn-확산에 의해 조절하게 된다. 대부분의 경우 Zn-확산은 Zn 또는 $Zn_3P_2$를 증착하여 drive-in 시키는 방법을 사용하는데, 이 경우 Zn가 interstitial site를 치고 들어감으로 인해 캐리어 농도가 $2{\times}10^{17}\;cm^{-3}$ 정도로 낮게 형성된다. 따라서 높은 인가 바이어스에서 p-side로 공핍층이 전개되기 때문에 증폭층의 폭을 조절하기가 매우 어렵다. 이 현상은 APD 제작에 있어서 수율과 관련이 깊다. 따라서 APD의 증폭층 폭을 tight하게 조절하기 위해서는 p-type 캐리어 농도를 높일 수 있는 gas-phase 확산 방식의 개발이 필요하다. 이 방식에는 Ampoule과 같은 closed tube 방식과 확산로와 같이 Gas를 지속적으로 흘려주면서 확산시키는 open-tube 방식이 있다. Ampoule 방식은 캐리어 농도 측면에서는 가장 좋은 방식이나, Ampoule의 size 및 온도 균일성 등으로 인해 생산성에 문제가 있다. 따라서 open-tube 방식의 확산기술개발은 매우 중요하다 할 수 있다. 본 연구에는 rapid thermal annealing (RTA) 방법에 의한 $Zn_3P_2$ 고체의 확산 방식과 DEZn MO source에 의한 Gas 확산 방식을 바탕으로 InP로의 확산된 Zn원자와 doping의 분포를 비교하였다. 실험결과, Gas 확산방식의 경우 Zn원자가 더욱 더 깊게 확산이 되었으며, 확산된 원자의 대부분이 도펀트로 작용함을 확인할 수 있었다.