Analysis of the electrical characteristics of HV-MOSFET under various temperature

고내압 MOSFET의 고온 영역에서의 전기적 특성 분석

In this study, the electrical characteristics of Symmetric and Asymmetric High Voltage MOSFET(HV-MOSFET) under high temperature were investigated. And, the specific on-resistance, threshold voltage, transconductance, drain current of the HV-MOSFETs were measured over a temperatures range of 300K ${\leq}$ T ${\leq}$400K. From the result of measured data, specific on-resistance increases slightly with increasing temperature. Especially, at high temperature(at 400K) specific on-resistance was increased about 30% than that in room temperature. And, in high temperature condition (at 400K), drain current was decreased about 30%, Also, transconductance(gm) was decreases with increasing temperature.

본 논문에서는 고온 환경에서의 대칭형 HV-MOSFET과 비대칭형 HV-MOSFET 구동 소자들의 채널길이, 확장 드레인 영역의 길이의 변화에 따른 전기적 특성변화를 실험을 통해 분석 하였으며 각각의 구조별로 고온 환경에서 확장 드레인의 길이와 채널 길이의 변화에 따른 전기적 특성을 분석하였다. 실험 결과 비대칭 구조는 400K의 온도에서 드레인 전류가 300K에서 보다 약 25% 이상 감소하였고, 트랜스 컨덕턴스는 약 40% 감소, 온 저항은 약 30% 증가 하는 것을 알 수 있었다. 이러한 변화는 주로 온도 증가에 따른 캐리어 이동도의 감소에 따른 현상으로 사료 된다. 대칭 구조의 경우는 비대칭 구조보다 드레인 전류와 트랜스 컨덕턴스의 변화폭이 적었으며 각각 20%, 35%감소를 보였으며, 온 저항은 확장 드레인영역이 길어져 35%의 더 큰 증가량을 보였다. 주로 고온 환경에서 동작하는 고전압 MOSFET(HV-MOSFET)의 설계 시에는 고온 환경을 고려한 소자의 설계가 요구되며, 각 설계변수의 최적화가 필요하다.