• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.832-838
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• 2019

본 논문에서는 차세대 전력 반도체 소자인 4H-SiC MOSFET에 대해 연구하였다. 특히 3300V급에서 기존의 DMOSFET 구조보다 개선된 전기적 특성을 갖는 Semi-SuperJunction MOSFET 구조를 제안하였으며, TCAD 시뮬레이션을 통해 기존의 MOSFET과 전기적 특성을 비교 분석하였다. Semi-SJ MOSFET 구조는 부분적으로 SJ를 도입한 구조로, 2차원의 공핍 효과를 통해 전계 분포가 개선되며, 항복 전압이 증가한다. 항복 전압의 개선을 통해 얻은 이득으로, 높은 농도의 도핑이 가능하기 때문에 온 저항을 개선시킬 수 있다. 제안한 Semi-SJ MOSFET 구조는 DMOSFET보다 항복 전압이 8% 감소하지만, 온 저항이 80% 감소한다. 또한 DMOSFET 구조를 개선한 Current Spreading Layer(CSL)구조에 비해서도 온 저항이 44% 감소한다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.962-965
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• 2012

In this letter, we propose a new RESURF stepped oxide (RSO) process to make a semi-superjunction (semi-SJ) trench double-diffused MOSFET (TDMOS). In this new process, the thick single insulation layer ($SiO_2$) of a conventional device is replaced by a multilayered insulator ($SiO_2/SiN_x/TEOS$) to improve the process and electrical properties. To compare the electrical properties of the conventional RSO TDMOS to those of the proposed TDMOS, that is, the nitride_RSO TDMOS, simulation studies are performed using a TCAD simulator. The nitride_RSO TDMOS has superior properties compared to those of the RSO TDMOS, in terms of drain current and on-resistance, owing to a high nitride permittivity. Moreover, variations in the electrical properties of the nitride_RSO TDMOS are investigated using various devices, pitch sizes, and thicknesses of the insulator. Along with an increase of the device pitch size and the thickness of the insulator, the breakdown voltage slowly improves due to a vertical field plate effect; however, the drain current and on-resistance degenerate, owing to a shrinking of the drift width. The nitride_RSO TDMOS is successfully fabricated, and the blocking voltage and specific on-resistance are 108 V and $1.1m{\Omega}cm^2$, respectively.