• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.180-184
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• 2018

산화갈륨 ($Ga_2O_3$)과 탄화규소 (SiC)는 넓은 밴드 갭 ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV)과 높은 임계전압을 갖는 물질로서 높은 항복 전압을 허용한다. 수직 DMOSFET 수평구조에 비해 높은 항복전압 특성을 갖기 때문에 고전압 전력소자에 많이 적용되는 구조이다. 본 연구에서는 2차원 소자 시뮬레이션 (2D-Simulation)을 사용하여 $Ga_2O_3$와 4H-SiC 수직 DMOSFET의 구조를 설계하였으며, 항복전압과 저항이 갖는 trade-off에 관한 파라미터를 분석하여 최적화 설계하였다. 그 결과, 제안된 4H-SiC와 $Ga_2O_3$ 수직 DMOSFET구조는 각각 ~1380 V 및 ~1420 V의 항복 전압을 가지며, 낮은 게이트 전압에서의 $Ga_2O_3-DMOSFET$이 보다 낮은 온-저항을 갖고 있지만, 게이트 전압이 높으면 4H-SiC-DMOSFET가 보다 낮은 온-저항을 갖을 수 있음을 확인하였다. 따라서 적절한 구조와 gate 전압 rating에 따라 소자 구조 및 gate dielectric등에 대한 심화 연구가 요구될 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1406-1407
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• 2006

본 논문에서는 기존의 250V급 트렌치 전극형 파워 MOSFET을 구조적으로 개선하여, 600V 이상의 순방향 항복 전압을 갖는 파워 MOSFET을 설계 하였다. 본 논문에서 제안한 구조로 기존의 250V급 트렌치 전극형 파워 MOSFET에 비하여 더욱 높은 순방향 항복 전압을 얻었다. 또한, 기존의 LDMOS 구조로 500V 이상의 항복 전압을 얻기 위해서 $100{\mu}m$ 이상의 크기를 필요로 했던 반면에, 본 논문에서 제안한 소자의 크기(vertical 크기)는 $50{\mu}m$로서, 소자의 소형화 및 고효율화 측면에서 더욱 우수한 특성을 얻었다. 본 논문은 2-D 공정시뮬레이터 및 소자 시뮬레이터를 바탕으로, 트렌치 옥사이드의 두께 및 폭, 에피층의 두께 변화 등의 설계변수와 이온주입 도즈 및 열처리 시간에 따른 공정변수에 대한 시뮬레이션을 수행하여, 본 논문에서 제안한 구조가 타당함을 입증하였다.