• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권6호
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• pp.675-679
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• 2024

Wide bandgap (WBG) devices, especially SiC, are gaining traction as materials for high-power EV conversion devices due to their superior efficiency and switching capabilities compared to Si-based power devices. SiC allows for high power, high temperature, and high frequency applications because of its outstanding thermal conductivity, saturation velocity, and dielectric breakdown field. SiC-based MPS diodes combine the advantages of SiC-based SBDs and PiN diodes, allowing high-frequency switching operation with low leakage currents under high voltage conditions. However, MPS diodes exhibit snapback phenomena influenced by the P⁺ region's size, necessitating optimization. A TCAD simulation studied the impact of the P⁺ region's depth and width on MPS diode performance. Increasing the P⁺ width raised the On-specific resistance (R_on,sp) and lowered the maximum voltage during snapback (V_snap). Increasing the depth decreased both Breakdown voltage (BV) and V_snap. A trade-off between the semiconductor performance index BFOM and V_snap was identified, leading to optimized dimensions. The optimized MPS diode shows a low V_snap of about 3.89 V and a high BFOM of 1.72 GW·cm², highlighting its potential as a next-generation high-performance power conversion device.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권6호
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• pp.393-399
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• 2003

일반적인 MPS 정류기의 순방향 전압강하 및 전력손실을 향상시키기 위해 몰리브덴을 장벽금속으로 사용하여 새로운 Mo-MPS 정류기를 제조하였다. 제조 된 Mo-MPS 정류기의 전기적 특성을 Al-MPS 및 Pt-MPS 정류기와 비교함으로써 특성을 평가하였다. 실험 결과 동일한 0.1A의 전류에서 Mo-MPs 정류기의 순방향 전압강하가 Al-MPS 및 Pt-MPS 정류기와 비교하여 각각 0.11V, 0.24V 낮게 나타났다. 따라서 순방향 전류밀도와 순방향 전압강하에 지배적으로 의존하는 전력손실에 있어서도 일반적인 MPS 정류기와 비교하여 향상되었다. 68% 쇼트키 접합 면적비를 가지는 Mo-MPS 정류기의 역방향 항복전압은 대략 304V로 나타났다. 이는 Al-MPS 및 Pt-MPS 보다 낮은 순방향 전압강하를 가지면서도 높은 역방향 항복전압 특성을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.241-245
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• 2022

In this study, we measured and comparatively analyzed the characteristics of MPS (Merged Pin Schottky) diodes in 4H-SiC by changing the areal ratio between the Schottky and PN junction region. Increasing the temperature from 298 K to 473 K resulted in the threshold voltage shifting from 0.8 V to 0.5 V. A wider Schottky region indicates a lower on-resistance and a faster turn-on. The effective barrier height was smaller for a wider Schottky region. Additionally, the depletion layer became smaller under the influence of the reduced effective barrier height. The wider Schottky region resulted in the ideality factor being reduced from 1.37 to 1.01, which is closer to an ideal device. The leakage saturation current increased with the widening Schottky region, resulting in a 1.38 times to 2.09 times larger leakage current.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.306-312
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• 2022

서로 다른 PN 비율과 금속화 어닐링 온도에 의해 장벽 높이가 다른 4H-SiC 병합 PiN Schottky(MPS) 다이오드의 전기적 특성과 심층 트랩을 조사했다. MPS 다이오드의 장벽 높이는 IV 및 CV 특성에서 얻었다. 전위장벽 높이가 낮아짐에 따라 누설 전류가 증가하여 10배의 전류가 발생하였다. 또한, 심층 트랩(Z_1/2 및 RD_1/2)은 4개의 MPS 다이오드에서 DLTS 측정을 통해 밝혀졌다. DLTS 결과를 기반으로, 트랩 에너지 준위는 낮은 장벽 높이와 함께 22~28%의 얕은 수준으로 확인되었다. 이는 쇼트키 장벽 높이에 대해 DLTS에 의해 결정된 결함 수준 및 농도의 의존성을 확인할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.181-183
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• 2016

탄화규소(Silicon Carbide) 기반의 1200 V급 Merged Pin Schottky(MPS) 다이오드의 구조를 2D-atlas simulation tool을 사용하여 최적화 및 설계하였다. 최적화된 항복전압과 온-저항 값을 얻기 위해 본 소자에서 중요한 파라미터인 P-Grid의 도핑농도와 에피층의 도핑농도를 각각 $2{\sim}10{\times}10^{17}cm^{-3}$, $2{\sim}10{\times}10^{16}cm^{-3}$으로 변화시키면서 소자의 전기적 특성을 분석하였으며, 그 후 P-Grid의 Space값을 $1{\sim}5{\mu}m$로 설계하여 이에 따른 항복전압과 온-저항의 값을 확인하였다. 항복전압과 온-저항은 서로 trade-off 관계에 있기 때문에 각 변수에서 도출된 값들을 Baliga's Figure Of Merit (BFOM)식에 대입하여 비교하였다. 그 결과 고전압 소자에 적용 가능한 1200 V급 4H-SiC MPS다이오드를 최적화 및 설계를 도출하였다.