• 제목/요약/키워드: SiC power semiconductor

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고집적 소자에 적용되는 저저항 텅스텐 박막에서 응력의 RF power 의존성 (RF Power Dependence of Stresses in Plasma Deposited Low Resistive Tungsten Films for VLSI Devices)

  • 이창우;고민경;오환원;우상록;윤성로;김용태;박영균;고석중
    • 한국재료학회지
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    • 제8권11호
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    • pp.977-981
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    • 1998
  • Si 기판의 온도를 200에서 $500^{\circ}C$까지 변화시켜가면서 고집저 소자의 금속배선으로 응용되고 있는 저저항의 텅스텐 박막을 플라즈마 화학증착 방법에 의해 제작하였다. 이렇게 증착된 텅스텐 박막의 비저항은 $H_2/WF_6 $ 가스의 분압비에 따라 매우 민감하게 작용하는 것을 알 수있다. 플라즈마 밀도가 $0.7W/\textrm{cm}^2$ 이하에서는 박막내에 존재하는 잔류응력이 $2.4\times10^9dyne/\textrm{cm}^2$ 이하이다. 그러나 1.8에서 $2.7W/\textrm{cm}^2$로 증가함에 따라 잔류응력은 $8.1\times10^9$에서 $1.24\times10^{10}dyne/\textrm{cm}^2$로 갑자기 증가하는데 이는 박막을 증착할 때에 플라즈마 밀도가 증가하면 이온이나 radical bombardment 의 영향 때문이다.

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고온, 고전압 Ni/4H-SiC 및 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드의 제작 및 전기적 특성 연구 (Fabrications and Characterization of High Temperature, High Voltage Ni/6H-SiC and Ni/4H-SiC Schottky Barrier Diodes)

  • 이호승;이상욱;신동혁;박현창;정웅
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권11호
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    • pp.70-77
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    • 1998
  • 본 논문에서는 nickel/silicon carbide(Ni/SiC) 접합에 의한 Schottky 다이오드를 제작하고, 그 전기적 특성을 조사하였다. Ni/4H-SiC의 경우, 산화막 모서리 단락을 하였을 때 상온에서 973V의 역방향 항복전압이 측정되었으며 이는 모서리 단락되지 않은 Schottky 다이오드의 역방향 항복전압 430V에 비해 매우 높았다. Ni/6H-SiC Schottky 다이오드의 경우, 산화막으로 모서리 단락시켰을 때와 시키지 않았을 때의 역방향 항복전압은 각각, 920V와 160V 였다. 고온에서의 소자 특성도 매우 좋아서 Ni/4H-SiC Schottky 다이오드와 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드 모두 300℃까지 전류 특성의 변화가 거의 없었으며 550℃에서도 양호한 정류 특성을 보였다. 상온에서의 Schottky barrier height와 이상인자(ideality factor) 및 specific on-resistance는 Ni/4H-SiC의 경우는 1.55eV, 1.3, 3.6×10/sup -2/Ω·㎠이었으며 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드의 경우에 1.24eV, 1.2, 2.6×10/sup -2Ω·㎠/로 나타났다. 실험 결과 Ni/4H-SiC 및 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드 모두 고온, 고전압 소자로서 우수한 특성을 나타냄이 입증되었다.

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CHARACTERISTICS OF FABRICATED SiC RADIATION DETECTORS FOR FAST NEUTRON DETECTION

  • Lee, Cheol-Ho;Kim, Han-Soo;Ha, Jang-Ho;Park, Se-Hwan;Park, Hyeon-Seo;Kim, Gi-Dong;Park, June-Sic;Kim, Yong-Kyun
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제37권2호
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    • pp.70-74
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    • 2012
  • Silicon carbide (SiC) is a promising material for neutron detection at harsh environments because of its capability to withstand strong radiation fields and high temperatures. Two PIN-type SiC semiconductor neutron detectors, which can be used for nuclear power plant (NPP) applications, such as in-core reactor neutron flux monitoring and measurement, were designed and fabricated. As a preliminary test, MCNPX simulations were performed to estimate reaction probabilities with respect to neutron energies. In the experiment, I-V curves were measured to confirm the diode characteristic of the detectors, and pulse height spectra were measured for neutron responses by using a $^{252}Cf$ neutron source at KRISS (Korea Research Institute of Standards and Science), and a Tandem accelerator at KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources). The neutron counts of the detector were linearly increased as the incident neutron flux got larger.

Giga-Hertz-Level Electromagnetic Field Analysis for Equivalent Inductance Modeling of High-Performance SoC and SiP Designs

  • Yao Jason J.;Chang Keh-Jeng;Chuang Wei-Che;Wang, Jimmy S.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제5권4호
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    • pp.255-261
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    • 2005
  • With the advent of sub-90nm technologies, the system-on-chip (SoC) and system-in-package (SiP) are becoming the trend in delivering low-cost, low-power, and small-form-factor consumer electronic systems running at multiple GHz. The shortened transistor channel length reduces the transistor switching cycles to the range of several picoseconds, yet the time-of-flights of the critical on-chip and off-chip interconnects are in the range of 10 picoseconds for 1.5mm-long wires and 100 picoseconds for 15mm-long wires. Designers realize the bottleneck today often lies at chip-to-chip interconnects and the industry needs a good model to compute the inductance in these parts of circuits. In this paper we propose a new method for extracting accurate equivalent inductance circuit models for SPICE-level circuit simulations of system-on-chip (SoC) and system-in-package (SiP) designs. In our method, geometrical meshes are created and numerical methods are used to find the solutions for the electromagnetic fields over the fine meshes. In this way, multiple-GHz SoC and SiP designers can use accurate inductance modeling and interconnect optimization to achieve high yields.

유도 열플라즈마 공정을 이용한 고순도 카본분말 합성 (Synthesis of high purity carbon powders using inductively thermal plasma)

  • 김경인;한규성;황광택;김진호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.309-313
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    • 2013
  • 실리콘카바이드(SiC)는 높은융점과 내마모성 및 열전도 특성으로 산업적으로 널리 활용되고 있다. 특히 고순도 SiC는 고효율 전력 변환용 SiC 반도체 및 LED 공정에 적용되는 미래소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 고순도 SiC를 합성하기 위한 원료인 고순도 카본(C)을 유도 열플라즈마(RF Inductively thermal plasma)를 이용하여 합성하였으며, 출발원료로서 탄화수소계 액상물질인 도데칸이 사용되었다. 유도 열플라즈마 합성된 고순도 카본은 반응관과 필터에서 포집되며, 필터에서 포집된 카본 분말은 반응관에서 포집된 카본 분말보다 작은 입도(10~20 nm)와 낮은 결정성을 갖는 것으로 확인하였다. 반응관과 필터부에서 포집된 카본 분말의 순도는 각각 99.9997 %(5N7)와 99.9993 %(5N3)로 측정되었으며, 카본 분말에서 검출되는 불순물은 열플라즈마 합성장비에서 기인한 것으로 확인되었다.

ZnO Power FET 모델링에 관한 연구 (Study on Modeling of ZnO Power FET)

  • 강이구;정헌석
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.277-282
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    • 2010
  • 본 논문에서는 차세대 전력반도체인 화합물 반도체 소자중 ZnO 전력소자에 대하여 모델링을 수행하였다. 화합물 전력 반도체 소자는 와이드 밴드 갭 소자로서 열 특성이 우수해 자동차 및 계통연계형 인버터의 차세대 핵심소자로 인정받고 있다. 모델링 결과 에피 두께가 3um, 도핑농도는 $1e17cm^{-3}$일때 내압 340V 정도 얻을 수 있었으며, 관련 I-V특성 등을 평가하였다. 실제 소자로 제작된다면 300V이내의 산업 응용에 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다

산화물 반도체 박막 가스센서 어레이의 제조 및 수율 개선 (Fabrication and yield improvement of oxide semiconductor thin film gas sensor array)

  • 이규정;류광렬;허창우
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.315-322
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    • 2002
  • 반도체 제조공정과 미세가공 기술을 이용하여 30$0^{\circ}C$의 동작온도에서 약 60㎽의 전력소모를 갖는 산화물 반도체 박막 가스센서 어레이를 제조하였다. 멤브레인의 우수한 열적 절연은 0.1$\mu\textrm{m}$ 두께의 Si$_3$N$_4$와 1$\mu\textrm{m}$ 두께의 PSG의 이중 층에 의한 것으로, 각각 LPCVD(저압화학 기상증착)와 APCVD(대기압 화학 기상증착)에 의해 제조되었다. 센서 어레이의 4가지 산화물 반도체 박막 감지물질로는 1wt.%Pd가 도핑된 SnO$_2$, 6wt.% $Al_2$O$_3$가 도핑된 ZnO, WO$_3$, ZnO를 이용하였으며, 제조된 초소형 산화물 반도체 박막 가스센서 어레이는 여러 가지 가스의 노출시 유용한 저항 변화를 나타내었고 감도는 감지 물질에 강하게 의존함을 알 수 있었다. 센서 소자의 공정 수율을 증진시키기 위하여 히터 부위를 함몰하는 공정 방법을 취하였으며, 그 결과 월등한 수율 개선을 도모할 수 있었다.

Effect of the Neutral Beam Energy on Low Temperature Silicon Oxide Thin Film Grown by Neutral Beam Assisted Chemical Vapor Deposition

  • So, Hyun-Wook;Lee, Dong-Hyeok;Jang, Jin-Nyoung;Hong, Mun-Pyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.253-253
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    • 2012
  • Low temperature SiOx film process has being required for both silicon and oxide (IGZO) based low temperature thin film transistor (TFT) for application of flexible display. In recent decades, from low density and high pressure such as capacitively coupled plasma (CCP) type plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) to the high density plasma and low pressure such as inductively coupled plasma (ICP) and electron cyclotron resonance (ECR) have been used to researching to obtain high quality silicon oxide (SiOx) thin film at low temperature. However, these plasma deposition devices have limitation of controllability of process condition because process parameters of plasma deposition such as RF power, working pressure and gas ratio influence each other on plasma conditions which non-leanly influence depositing thin film. In compared to these plasma deposition devices, neutral beam assisted chemical vapor deposition (NBaCVD) has advantage of independence of control parameters. The energy of neutral beam (NB) can be controlled independently of other process conditions. In this manner, we obtained NB dependent high crystallized intrinsic and doped silicon thin film at low temperature in our another papers. We examine the properties of the low temperature processed silicon oxide thin films which are fabricated by the NBaCVD. NBaCVD deposition system consists of the internal inductively coupled plasma (ICP) antenna and the reflector. Internal ICP antenna generates high density plasma and reflector generates NB by auger recombination of ions at the surface of metal reflector. During deposition of silicon oxide thin film by using the NBaCVD process with a tungsten reflector, the energetic Neutral Beam (NB) that controlled by the reflector bias believed to help surface reaction. Electrical and structural properties of the silicon oxide are changed by the reflector bias, effectively. We measured the breakdown field and structure property of the Si oxide thin film by analysis of I-V, C-V and FTIR measurement.

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전력용 MOSFET의 온-상태 저항 측정 및 노화 시험 환경 구축 (Testbed of Power MOSFET Aging Including the Measurement of On-State Resistance)

  • 신준호;신종원
    • 전력전자학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.206-213
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    • 2022
  • This paper presents setting up a laboratory-scale testbed to estimate the aging of power MOSFET devices and integrated power modules by measuring its on-state voltage and current. Based on the aging mechanisms of the component inside the power module (e.g., bond-wire, solder layer, and semiconductor chip), a system to measure the on-state resistance of device-under-test (DUT) is designed and experimented: a full-bridge circuit applies current stress to DUT, and a temperature chamber controls the ambient temperature of DUT during the aging test. The on-state resistance of SiC MOSFET measured by the proposed testbed was increased by 2.5%-3% after 44-hour of the aging test.

InGaP/GaAs HBT 적용을 위한 높은 절연강토의$1000{\AA}$ 실리콘 질화막 MIM capacitor제작과 특성 분석 (Analysis of Properties and Fabrication of $1000{\AA}$ silicon nitride MIM capacitor with High Breakdown Electric Field for InGaP/GaAs HBT Application)

  • 소순진;오두석;성호근;송민종;박춘배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.693-696
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    • 2004
  • For InGaP/GaAs HBT applications, we have developed characterized MIM capacitors with thin $1000{\AA}$ PECVD silicon nitride which were deposited with $SiH_4/NH_3$ gas mixing rate, working pressure, and RF power of PECVD at $300^{\circ}C$ and had the capacitance density of 600 pF/$mm^2$ with the breakdown electric fields of 3073 MV/cm. Three PECVD process parameters were designed to lower the refractive index and then lower the deposition rate of silicon nitride films for the high breakdown electric field. At the PECVD process condition of gas mixing rate (0.92), working pressure (1.3 Torr), RF power (53 W), the AFM Rms value of about $1000{\AA}$ silicon nitride on the bottom metal was the lowest of 0.662 nmand breakdown electric fields were the highest of about 73 MV/cm.

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