• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.80-85
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• 2017

본 논문에서는 지상에서 시험 중에 발생한 X-대역 원통형 도파관 캐비티 필터의 방전을 소개하고, 원인 분석을 위하여 수행한 전자장 시뮬레이션 결과와 실제 운용궤도에서의 발생 가능성에 대하여 분석한 내용을 기술하였다. 전자장 시뮬레이션을 위하여 상용 툴(FEST3D)을 이용하여 필터를 모델링하고 대역폭 안팎의 주파수 신호(1 W Continuous Wave)를 입력하면서 필터 내부의 전계를 살펴보았다. 이 결과, 대역폭 중심보다는 가장자리(band edge) 주파수 신호가 입력되었을 때 필터 내부의 튜닝 스크류에서 더 강한 전계가 형성되는 것으로 나타났다. 그리고 방전 임계 전력을 산출하여 필터에 실제 입력된 전력과 비교해 본 바, 방전 임계값을 초과하는 전력이 필터에 입력되었고 이에 따라 강한 전계가 발생하고 온도가 급격히 상승하여 전기적인 단락으로 이어진 것으로 파악되었다. 추가적인 분석 결과 이 방전은 실제 운용궤도에서는 발생할 가능성이 낮고, band edge 주파수가 필터에 입력되더라도 멀티팩터(multipactor) 현상은 일어나지 않을 것으로 예측되었다. 지상에서 일어날 수 있는 마이크로파 방전에 대한 대책으로서 band edge 신호 입력을 피하거나 전력 레벨을 낮게 입력하는 방법을 제안하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.276-281
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• 2012

Power semiconductor devices are widely used as high voltage applications to inverters and motor drivers, etc. The blocking voltage is one of the most important parameters for power semiconductor devices. Generally most of field effect concentrations shows on the edge of power devices. Can be improve the breakdown characteristic using edge termination technology. In this paper, considering the variables that affect the breakdown voltage and optimization of parameters result for 600 V Super Junction MOSFET Field ring.

• 대한전자공학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.484-489
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• 1986

A device with variable stepped oxide layer along the edge region of Schottky junction have been designed and fabricated. The effect of this stepped oxide layer in the edge region improves the breakdown voltage as a result of the by increase of the depletion layer width, and decreases the leakage current as compared to the effect of conventional field oxide layer, when the reverse voltage was applied. Experimental results shown that the Schottky diode with the the reverse voltage was applied. Experimenal results show that the Schottky diode with the optimal stepped oxide layer maintains nearly ideal I-V characteristics and excellent breakdown voltage(170V) by reducing the edge effect inherent in metal-semiconductor contacts. The optimal conditions of stepped oxide layer are 1700\ulcornerin thickness and 10\ulcorner in length.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권11호
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• pp.878-884
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• 1991

The mobility and diffusivity in an edge dislocation in an FCC crystal formed by the removal of one half of a (100) plane were evaluated in an applied field by analyzing a vacancy tight binding model using Stark's matrix technique. A model of an edge dislocation in an FCC crystal was constructed for a [100] Burgers vector where vacancy transport along the edge dislocation in an FCC crystal was constructed for a [100] Burgers vector where vacancy transport along the edge of the extrac half plane of ions was considered. The model considered a tight binding approximation of the vacancy to the compressed region of the core and carried the calculation to the limit of an infinite length of dislocation. The diffusivity and the ratio of mobility to diffusivity were found to increase without bounds in the limit where the correlation factor becomes zero. In contrast, as the correlation factor became unity, the diffusivity became zero and the ratio of mobility to diffusivity became unity associated with the uncorrelated limit of 1/kT. This implied that the phenomenon was not unique to the crystal structure but was unique to edge dislocations with vacancy tight binding.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.491-499
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• 2015

Silicon Carbide(SiC)는 높은 열전도도와 넓은 밴드갭 에너지로 인해 고온과 고전압 소자로 사용하는데 큰 장점을 가지고 있는 물질이다. SiC를 이용하여 전력반도체소자를 제작할 경우, 소자가 목표 전압을 충분히 견딜 수 있도록 Edge Termination 기법을 적용하여야한다. Edge Termination 기법에는 여러 가지 방안이 제안되어왔는데, SiC 소자에 가장 적합한 기법은 Junction Termination Extension (JTE)이다. 본 논문에서는 각 JTE 구조별 도핑 농도와 Passivation Oxide Charge 변화에 따른 항복전압의 변화를 살펴보았다. 결과적으로 Single Zone JTE (SZ-JTE)는 1D 시뮬레이션 값의 98.24%, Double Zone JTE (DZ-JTE)는 99.02%, Multiple-Floating-Zone JTE (MFZ-JTE)는 98.98%, Space-Modulated JTE (SM-JTE)는 99.22%의 최대 항복전압을 나타내었고, JTE 도핑 농도 변화에 따른 최대 항복전압의 민감도는 MFZ-JTE가 가장 낮은 반면 SZ-JTE가 가장 높았다. 또한 Passivation Oxide 층의 전하로 인해 소자의 항복전압의 변화를 살펴보았는데, 이에 대한 민감도 역시 MFZ-JTE가 가장 낮았으며 SZ-JTE가 가장 높았다. 결과적으로 본 논문에서는, 짧은 JTE 길이에서 높은 도핑 농도를 필요로 하는 MFZ-JTE보다 DZ-JTE와 SM-JTE가 실제 소자 설계에 있어 가장 효과적인 JTE 기법으로 분석되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권5호
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• pp.1-5
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• 2011

본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 항복 전압 특성 향상을 위해 2차원 소자 시뮬레이터를 통하여 게이트 필드 플레이트 구조를 최적화하였다. 필드플레이트 길이, 절연체 종류, 절연체 두께 변화 등의 세가지 변수를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며 그에 따른 전기장 분포의 변화와 항복전압 특성을 확인하였다. 필드플레이트 구조를 최적화 시킴으로서 게이트 에지부분과 필드플레이트 에지부분에 집중 되어있던 전기장이 효과적으로 분산된다. 그에 따라 애벌런치 효과가 줄어들게 되어 항복전압 특성이 향상된다. 결론적으로 최적화된 게이트 필드플레이트 구조는 일반적인 구조에 비해 항복특성을 약 300% 이상 향상시킬 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1987년도 정기총회 및 창립40주년기념 학술대회 학회본부
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• pp.267-271
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• 1987

The test cell for preventing the edge effect reducing the intrinsic breakdown strength of polypropylene film and measuring the intrinsic breakdown strength of the film was developed. The new approach was to develope an electrode system with an edge region which is carefully graded over an extended distance. The new test arrangement employed a central circular electrode at high voltage and a set of nine concentric surrounding rings each controlled in potential by external grading resistors to be at decreasing potentials from that at the center in 10% increments. Two different size structures using the same basic principle were tried and were both found to be successful. The test electrodes were manufactured using standard printed circuit technology and were chosen to be copper on high dielectric constant GIO board.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.165-169
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• 2012

Power semiconductor devices are widely used as high voltage applications to inverters and motor drivers, etc. The blocking voltage is one of the most important parameters for power semiconductor devices. And cause of junction curvature effects, the breakdown voltage of the device edge and device unit cells was found to be lower than the 'ideal' breakdown voltage limited by the semi-infinite junction profile. In this paper, Propose the methods for field ring design by DOE (Design of Experimentation). So The field ring can be improve for breakdown voltage and optimization.

• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.11-16
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• 2016

탄화규소(Silicon Carbide)는 와이드 밴드 갭 물질로써 실리콘(Si)에 비해 고전력, 고주파, 고온 소자용 반도체 물질로서 각광받고 있다. 탄화규소를 이용하여 만든 반도체 소자 중 특히 쇼트키 배리어 다이오드는 현재 가장 많이 사용되는 전력반도체 소자로써 스위칭 속도가 매우 빠르고 낮은 온저항 특성을 가지는 소자이다. 하지만 컨텍 엣지에서의 전계집중으로 인해 항복전압이 낮아지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 엣지 터미네이션 기술이 제안되고 있는데, 본 논문에서는 최적의 항복전압을 갖기 위한 이중 필드 플레이트(Double Field Plate) 소자 구조를 제안하였다. 측정결과 제작한 소자는 온저항을 유지한 채 38% 향상된 항복전압을 나타내었다. 제안한 소자 특성 검증을 위해 소자를 설계 및 제작한 후 전기적 특성을 측정하였으며, 이중 필드 플레이트 구조는 길이와 두께가 서로 다른 필드 플레이트를 겹쳐 올림으로써 구현하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.214-219
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• 2014

본 논문에서는 실리콘 카바이드(silicon carbide)를 기반으로 한 tilt-implanted trench Schottky diode(TITSD)를 제안한다. 4H-SiC 트랜치 쇼트키 다이오드(trench Schottky diode)에 형성되는 트랜치 측면에 경사 이온주입(tilt-implantation)을 하여 소자가 역저지 상태(reverse blocking mode)로 동작 시 trench insulator가 모든 퍼텐셜(potential)을 포함하는 구조를 제안하고, 그 특성을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. TITSD는 트랜치의 측면(sidewall)에 nitrogen을 $1{\times}10^{19}cm^{-3}$ 으로 도밍(doping) 하여 항복전압(breakdown voltage) 특성도 경사 이온주입을 하지 않았을 때와 같게 유지하면서 trench oxide insulator가 모든 퍼텐셜을 포함하도록 함으로써 termination area를 감소시켰다. 트랜치 깊이(trench depth)를 $11{\mu}m$로 깊게 하고 최적화된 폭(width)을 선택함으로써 2750V의 항복전압을 얻었고, 동급의 항복전압을 가진 가드링(guard ring) 구조보다 termination area를 38.7% 줄일 수 있다. 이에 대한 전기적 특성은 synopsys사의 TCAD simulation을 사용하여 분석하였으며, 그 결과를 기존의 구조와 비교하였다.