• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.158-164
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• 2007

본 논문에서는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT 소자 중 수평 게이트 구조보다 우수한 특성을 지닌 트렌치 게이트 IGBT(TIGBT) 구조를 채택하여, 기존의 TIGBT가 갖는 구조적 한계를 극복하고 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 수직형 TIGBT를 제안하였다. 첫 번째로 제안한 IGBT 소자는 P+컬렉터를 산화막으로 고립시킴으로서 N-드리프트 층으로의 정공 주입효율을 극대화하여 기존 구조보다 더 낮은 순방향 전압강하를 얻도록 설계된 구조이다. 두 번째 제안한 구조는 양 게이트 사이의 P-베이스 구조를 볼록하게 형성함으로서 게이트 쪽으로 집중되는 전계의 일부를 접합부 쪽으로 유도하여 기존 구조보다 더 높은 항복전압을 얻을 수 있다. 또한 P-베이스의 볼록한 구조가 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선시켜 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간을 갖게 된다. 시뮬레이션 결과 첫 번째 구조의 특징은 2.4V의 순방향 전압강하 특성을 갖는 기존의 IGBT 구조보다 상당히 낮은 2.1V의 순방향 전압강하 특성을 나타냈으며, 두 번째 구조는 기존의 IGBT 보다 10V정도 높아진 항복전압 특성을 보였다. 또한 두 번째 구조에서 기존 구조와 비교해볼 때 9ns 정도 빠른 턴-오프 시간을 보였다. 최종적으로 제안된 새로운 구조의 TIGBT는 위 두 구조가 갖는 우수한 전기적 특성을 모두 갖도록 결합한 것이며, 시뮬레이션 결과 기본의 TIGBT 소자보다 순방향 전압강하, 항복특성, 그리고 턴 오프 특성이 모두 우수한 결과를 나타냈다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.157-165
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• 2001

집적 쇼트키 논리 게이트에서 전압 스윙을 크게 하기 위해서 백금 실리사이드 쇼트키 접합의 전기직 특성을 분석하였고, 이 접합에서 프로그램으로 특성을 시뮬레이션 하였다. 분석특성 특성을 위한 시뮬레이션 프로그램은 제조 공정용 SUPREM V와 모델링용 Matlab, 소자 구조용의 Medichi 툴이다. 시뮬레이션 특성을 위한 입력 파라미터는 소자 제작 공정의 공정 단계와 동일한 조건으로 하였다. 분석적인 전기적인 특성들은 순방향 바이어스에서 턴-온 전압, 포화 전류, 이상인자이고, 역방향 바이어스에서 항복 전압을 실제 특성과 시뮬레이션 특성 사이의 결과를 보였다. 결과로써 순방향 턴-온 전압, 역방향 항복전압, 장벽 높이는 기판의 증가된 농도의 변화에 따라 감소되었지만, 포화전류와 이상인자는 증가되었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.535-541
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• 2000

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.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.110-117
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• 2008

본 연구는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자로서 NPT(Non Punch Through) IGBT 구조에 기반 한 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+를 도입함으로 N-드리프트 영역의 정공분포를 N+영역으로 밀집시켜 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선, 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간과 더 낮은 순방향 전압강하를 갖는 구조이다. 또한 P+를 게이트 우측 하단에 형성함으로써 순방향 전압 강하 특성을 개선시키기 위해 도입한 캐리어 축적 층인 N+에 의해 발생하는 낮은 래치-업 특성과 낮은 항복 전압 특성을 개선시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제한된 구조의 턴-오프와 순방향 전압강하는 기존 구조대비 각각 0.3us, 0.5V 향상된 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.73-76
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• 2017

실리콘카바이드 소자는 넓은 밴드갭을 갖는 물질로서 많은 주목을 받아왔다. 특히 4H-SiC 쇼트키 배리어 다이오드는 빠른 스위칭 속도와 낮은 순방향 전압강하의 특성으로 인해 널리 사용되고 있다. 그러나 쇼트키 배리어 다이오드의 낮은 신뢰성으로 인한 문제로 대안인 Super Barrier Rectifier(SBR)가 연구되었다. 본 논문은 4H-SiC trench-type accumulation super barrier rectifier(TASBR)를 분석하고 제안한다. 2D 시뮬레이션을 통해 본 구조는 심각한 역방향 저지전압의 감소와 누설전류의 증가가 없는 동시에 순방향 전압 강하는 21.06% 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 새로운 정류기 구조를 이용하면 전력손실이 적은 애플리케이션을 기대할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.229-234
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• 1999

측정 온도 변화와 n-형 실리콘 기판 농도의 변화를 갖는 백금 쇼트키 다이오드에서 신뢰성 특성을 분석하였다. 신뢰성 측정분석의 파라미터는 순방향 바이어스에서 포화전류, 임계전압과 이상인자이고, 소자의 모양에 따라서 역방향 바이어스에서 항복전압이다. 소자의 모양은 가장자리 효과를 위한 긴직사각형과 정사각형이다. 결과로써, 백금과 엔-실리콘 접합 부분에서 증가된 농도에 의해 순방향 임계전압, 장벽높이와 역방향 항복전압은 감소되었지만 이상인자와 포화전류는 증가되었다. 순방향과 역방향 바이어스 하에서 신뢰성 특성의 추출된 전기적 파라미터 값들은 측정온도(실온,$50^{\circ}C$, $75^{\circ}C$)에서 더 높은 온도에서 증가되었다. 긴직사각형 소자가 가장자리 부분의 터널링 효과에 의해 역방향 항복 특성에서 정사각형 소자보다 감소되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.30-33
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• 1999

본 연구에서는 Pt/f4-SiC Schottky barrier diodes(SBDs)의 소자 성능향상과 미세구조와의 상관관계를 규명하였다. 다른 열처리 온도구간에 따른 금속/SiC 계면의 미세구조 평가는 X-ray scattering법을 사용하여 분석하였다. 소자의 역 방향 특성은 열처리 온도가 증가함에 따라 저하되었다. As-deposited와 $850^{\circ}C$ 온도에서 열처리된 소자의 최대 항복전압은 각각 1300 V와 626 V 이었다. 그러나, 소자의 순방향 특성은 열처리 온도가 증가함에 따라 향상되었다. X-ray scattering법으로 >$650^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서는 Pt/SiC 계면에서 Pt-silicides가 형성되었고, 이러한 Silicides의 형성이 Pt/SiC 계면의 평활도를 증가시킨 원인이 됨을 보였다. SBDs의 순방향 특성은 열처리 과정동안 Pt/SiC 계면에서 형성된 silicides의 결정성에 강하게 의존함을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2004-2006
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• 2005

트렌치 애노드 컨택을 설계하여 순방향 전압강하를 감소시키는 GaN 쇼트키 장벽 다이오드를 제안하였다. 애노드 내부에 트렌치를 설계하여 제안된 소자의 표면 애노드 컨택은 메탈 일 함수(metal work function)가 높은 Pt와 형성되며, 트렌치 애노드 컨택은 메탈 일 함수가 낮은 Au와 형성된다. 제안된 소자의 전기적 특성을 검증하기 위하여 2차원 수치 해석 시뮬레이션을 수행하였고, AlGaN/GaN 혜테로 접합 구조 위에 제작 및 측정하였다. 제안된 소자는 복잡한 공정 추가 없이 제작되며 $100A/cm^2$에서의 순방향 전압 강하는 0.73V로 기존 소자의 1.25V보다 우수한 특성을 보였다. 제안된 소자의 온 저항은 $1.58m{\Omega}cm^2$로 기존 소자의 온 저항 $8.20m{\Omega}cm^2$ 보다 낮은 장점을 가진다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1143-1144
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• 2015

반절연 4H-SiC 기판을 이용한 LDIMOSFET에 대해 전류 통전 영역의 길이에 따른 항복전압 및 순방향 특성을 분석하였다. 또한, 온도 변화에 따른 역방향 상태 및 벌크 트랩 유무에 따른 누설전류 특성을 분석하였다. 전류 통전 영역의 두께를 $0.2{\mu}m$로 고정시키고 농도를 $1{\times}10^{15}/cm^3{\sim}1{\times}10^{17}/cm^3$ 까지 변화하였을 때 $2{\times}10^{16}/cm^3$인 경우에 1710V로 가장 높은 항복전압을 나타내었으며, 농도가 $2{\times}10^{16}/cm^3$ 이상인 경우 항복전압은 감소하는 특성을 나타내었다. 제안한 소자의 순방향 특성에 대해서도 simulation을 통해 특성을 분석하였으며, 항복전압이 1710V인 경우 온 저항은 $0.351{\Omega}-cm^2$를 나타내었다. 또한 벌크 트랩이 있는 경우에 대해 온도 변화 및 전류 통전 영역의 길이 변화에 따른 역방향 바이어스 상태에서의 누설전류 특성 변화에 대해서도 분석하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.255-262
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• 2008

본 논문에서는 기존 IGBT의 구조적 한계로 인한 순방향 전압강하와 스위칭 손실간의 트레이드-오프 관계를 극복하고, 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 IGBT소자의 셀(Cell)과 셀 사이에 존재하는 폴리(poly) 게이트 영역에 nMOS를 형성시킨 구조로 N-드리프트 층으로의 전자, 정공의 주입효율을 증가시켜 기존 구조보다 더 낮은 온-저항과 빠른 스위칭 손실을 얻도록 설계된 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조의 단일 소자인 경우 순방향 전압강하와 스위칭 특성은 각각 2.65V와 4.5us로, 기존 구조가 갖는 3.33V와 5us비해 약 26%의 감소된 순방향 전압강하와 10%의 낮은 스위칭 특성을 보였으며 래치-업 특성은 773A/$cm^2$로 기존 520A/$cm^2$보다 33%의 상승된 특성을 보였다.