• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.428-431
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• 2016

현재 바이폴러만의 프로세스(bipolar only process)로 사용되는 전력반도체는 대부분의 반도체 생산업체에서 제공하는 Bipolar-CMOS-DMOS(BCD) 프로세스를 사용함으로써 하나의 웨이퍼에 여러 IP와 기존 IC들을 융합하여 복합칩으로 구현하고자 한다. 이번 연구에서는 보편적으로 사용되는 IP인 레귤레이터(regulator)와 연산 증폭기를 바이폴러만의 프로세스에서 BCD 프로세스로 구현하였다. 이를 사용한 간단한 응용으로 파워 스위칭 센서 IC를 설계하여 실리콘 칩에서 검증하였다. 검증 결과로 시뮬레이션과 작동 테스트가 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1-8
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• 2003

본 논문에서는 고내압 및 고속 스위칭 특성을 갖는 고성능 BCD(Bipolar- CMOS-DMOS) 소자 구조를 고안하였다. 공정 및 소자 시뮬레이션을 통하여, 최적화된 공정 규격과 소자 규격을 설계하였으며, 고안된 소자의 전기적 특성을 만족시키기 위하여 이중 매몰층 구조, 트랜치 격리 공정, n-/p- 드리프트 영역 형성기술 및 얕은 접합 깊이 형성기술 등을 채택하였다. 이 스마트 파워 IC는 20V급 Bipolar npn/pnp 소자, 60V급 LDMOS소자, 수 암페어급의 VDMOS, 20V급 CMOS소자 그리고 5V급 논리 CMOS를 내장하고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권1호
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• pp.1-6
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• 2009

고전압 소자에서 스냅백 이후의 유지 전압은 구동전압에 비해 매우 작아서 고전압 MOSFET이 ESD(ElecroStatic Discharge) 파워클램프로 바로 사용될 경우 래치업 문제를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 스택 바이폴라 소자를 이용하여 래치업 문제가 일어나지 않는 구조를 제안하였다. 제안된 구조에서는 유지 전압이 구동전압 보다 높으므로 래치업 문제가 발생하지 않으면서, 기존의 다이오드를 사용한 고전압 파워클램프에 비해 면적이 작으며, 내구성 측면에서 800% 성능향상이 있게 되었다. 제안된 구조는 $0.35{\mu}m$ 60V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS) 공정을 사용하여 제작되었으며, TLP(Transmission Line Pulse) 장비로 웨이퍼-레벨 측정을 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.105-112
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• 2009

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)공정으로 설계한 스마트 파워 IC 내의 가드링 코너 영역에서 발생하는 비정상적인 정전기 불량을 관측하고 이를 분석하였다. 칩내에서 래치업(Latch-up)방지를 위한 고전압 소자의 가드링에 연결되어 있는 Vcc단과 Vss 사이에 존재하는 기생 다이오드에서 발생한 과도한 전류 과밀 현상으로 정전기 내성 평가에서 Machine Model(MM)에서는 200V를 만족하지 못하는 불량이 발생하였다. Optical Beam Induced Resistance Charge(OBIRCH)와 Scanning Electronic Microscope(SEM)을 사용하여 불량이 발생한 지점을 확인하였고, 3D T-CAD 시뮬레이션으로 원인을 검증하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 Local Oxidation(LOCOS)형태의 Isolation구조에서 과도한 정전기 전류가 흘렀을 때 코너영역의 형태에 따라 문제가 발생하는 것을 검증하였다. 이를 통해 정전기 내성이 개선된 가드링 코너 디자인 방법을 제안하였고 제품에 적용한 결과, MM 정전기 내성 평가에서 200V이상의 결과를 얻었다. 통계적으로 Test chip을 분석한 결과 기존의 결과 대비 20%이상 정전기 내성이 향상된 것을 확인 할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 BCD공정을 사용하는 칩 설계 시, 가드링 구조의 정전기 취약 지점을 Design Rule Check(DRC) 툴을 사용하여 자동으로 찾을 수 있는 설계 방법도 제안하였다. 본 연구에서 제안된 자동 검증방법을 사용하여, 동종 제품에 적용한 결과 24개의 에러를 검출하였으며, 수정 완료 제품은 동일한 정전기 불량은 발생하지 않았고 일반적인 정전기 내성 요구수준인 HBM 2000V / MM 200V를 만족하는 결과를 얻었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.37-42
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• 2011

본 논문에서는 0.35 um BCD 공정을 통한 고내압 BCD 소자와 새로운 구조의 BCD 소자를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 20 V급 BJT 소자, 30/60 V급 HV-CMOS, 40/60 V급 LDMOS 소자의 전기적 특성을 분석하고, 동일 공정을 통해 높은 전류 이득을 갖는 수직/수평형 NPN BJT와 고내압 특성의 LIGBT 소자를 제안하였다. 제안된 수직/수평형 NPN BJT의 항복전압은 15 V, 전류이득은 100으로 측정되었으며, 고내압 특성의 LIGBT의 항복전압은 195 V, 문턱전압은 1.5 V, Vce,sat은 1.65 V로 측정 되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.371-374
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• 2015

This paper suggests a high performance lateral super barrier rectifier (Lateral SBR) device which has the advantages of both Schottky diode and pn junction, that is, low forward voltage and low leakage current, respectively. Advantage of the proposed lateral SBR is that it can be easily implemented and integrated in current BCD platform. As a result of simulation using TCAD, BVdss = 48 V, $V_F=0.38V$ @ $I_F=35mA$, T_j = $150^{\circ}C$ were obtained with very low leakage current characteristic of 3.25 uA.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.1-6
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• 2008

고전압 MOSFET에서 스냅백 이후의 유지 전압은 구동전압에 비해 매우 작아서 고전압 MOSFET이 파워 클램프로 바로 사용될 경우 래치업 문제를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 Drain-Extended PMOS를 이용하여 래치업 문제가 일어나지 않는 구조를 제안하였다. 제안된 구조에서는 래치업의 위험을 피하기 위해 소자가 스냅백이 일어나지 않는 영역으로 동작 영역을 제한하였다. $0.35\;{\mu}m$ 60V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS) 공정을 사용하여 제작된 칩을 측정한 결과를 통해 제안된 기존의 gate-driven 구조의 LDMOS(Lateral Double-Diffused MOS)를 사용한 ESD 파워 클램프에 비해 500% 성능향상(강인성)이 있게 된 것을 알 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권3호
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• pp.339-344
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• 2014

This paper presents a novel bipolar junction transistor (BJT) based electrostatic discharge (ESD) protection device. This protection device was designed for 20V power clamps and fabricated by a process with Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) $0.18{\mu}m$. The current-voltage characteristics of this protection device was verified by the transmission line pulse (TLP) system and the DC BV characteristic was verified by using a semiconductor parameter analyzer. From the experimental results, the proposed device has a trigger voltage of 29.1V, holding voltage of 22.4V and low on-resistance of approximately $1.6{\Omega}$. In addition, the test of ESD robustness showed that the ESD successfully passed through human body model (HBM) 8kV. In this paper, the operational mechanism of this protection device was investigated by structural analysis of the proposed device. In addition, the proposed device were obtained as stack structures and verified.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.686-689
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• 2014

Electrostatic discharge has been considered as a major reliability problem in the semiconductor industry. ESD reliability is an important issue for these products. Therefore, each I/O (Input/Output) PAD must be designed with a protection circuitry that creates a low impedance discharge path for ESD current. This paper presents a novel Lateral Insulated Gate Bipolar (LIGBT)-based ESD protection circuit with latch-up immunity and high robustness. The proposed circuit is fabricated by using 0.18 um BCD (bipolar-CMOS-DMOS) process. Also, TLP (transmission line pulse) I-V characteristic of proposed circuit is measured. In the result, the proposed ESD protection circuit has latch-up immunity and high robustness. These characteristics permit the proposed circuit to apply to power clamp circuit. Consequently, the proposed LIGBT-based ESD protection circuit with a latch-up immune characteristic can be applied to analog integrated circuits.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.80-86
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• 2011

This paper presents an integrated variable amplitude high voltage pulse generation circuit with low power and small size for driving industrial piezoelectric printer heads. To solve the problems of large size and power overhead of conventional pulse generators that usually assembled with multiple high-cost discrete ICs on a PCB board, we have designed a new integrated circuit (IC) chip. Since all the functions are integrated on to a single-chip it can achieve low cost and control the high-voltage output pulse with variable amplitudes as well. It can also digitally control the rising and falling times of an output high voltage pulse by using programmable RC time control of the output buffer. The proposed circuit has been designed and simulatedd in a 180[nm] Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) technology using HSPICE and Cadence Virtuoso Tools. The proposed single-chip pulse generation circuit is suitable for use in industrial printer heads requiring a variable high voltage driving capability.