• 전기학회논문지
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• 제58권7호
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• pp.1363-1374
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• 2009

This paper reviews the characteristics and technical trends in Power MOSFET technology that are leading to improvements in power loss for power electronic system. The silicon bipolar power transistor has been displaced by silicon power MOSFET's in low and high voltage system. The power electronic technology requires the marriage of power device technology with MOS-gated device and bipolar analog circuits. The technology challenges involved in combining power handling capability with finger gate, trench array, super junction structure, and SiC transistor are described, together with examples of solutions for telecommunications, motor control, and switch mode power supplies.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.159-160
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• 2002

본 논문에서는 반도체 응용부문 중 그 활용도가 높은 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)의 새로운 구조를 제안하였다. 제안한 소자를 가지고 전자회로의 구성할 때 인접 디바이스들과 연계되어 발생되는 래치 업(latch-up)을 근본적으로 제거하고, 개별소자의 완전한 절연을 실현하였으며 누설전류 또한 제거된다. 이는 SOI기판 위에 벌크실리콘 공정을 이용하여 구현된다. 즉, 소자 양옆의 트랜치 웰(Trench-well)과 SOI 기판의 절연층으로 소자의 독립성을 지켜준다. 또한 게이트 절연층을 트랜치 구조로 기존 MOS구조의 채널 부분에 위치시키고 드레인과 소스를 위치시켜 자연적으로 자기정렬이 되어진다. 이와 같은 과정으로 게이트-소스, 게이트-드레인 기생 커패시터의 효과를 현저히 줄일 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.794-798
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• 2011

This paper was carried out design of 1,700 V Base Resistance Thyristor for fabrication. We decided conventional BRT (base resistance thyristor) device and Trench Gate type one for design. we carried out device and process simulation with T-CAD tools. and then, we have extracted optimal device and process parameters for fabrication. we have analysis electrical characteristics after simulations. As results, we obtained 2,000 V breakdown voltage and 3.0 V Vce,sat. At the same time, we carried out field ring simulation for obtaining high voltage.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.55-64
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• 2010

본 논문에서는 기존 TIGBT의 구조적 한계로 인한 순방향 전압강하와 스위칭 손실간의 트레이드-오프 관계를 극복하고, 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 pMOS 삽입형 트렌치 TIGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 TIGBT소자의 셀(Cell)과 셀 사이에 존재하는 폴리(poly) 게이트 영역에 pMOS를 형성시킨 구조로 n-드리프트 층으로의 전자, 정공의 주입효율을 증가시켜 기존 구조보다 더 낮은 온-저항과 빠른 스위칭 손실을 얻도록 설계된 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조의 단일 소자인 경우 순방향 전압강하와 스위칭 특성은 각각 1.67V와 3.1us로, 기존 구조가 갖는 2.25V와 3.4us비해 각각 약 25%의 감소된 순방향 전압강하와 약 9% 감소된 스위칭 특성을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.172-175
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• 2003

새로운 전력 반도체 소자로 주목받고 있는 MOS 구동 사이리스터 중 대 전력용으로 사용되는 EST는 높은 전류 밀도에서 게이트에 의한 전류 조절이 가능할 뿐만 아니라 다른 MOS 구동 사이리스터 소자와는 달리 전류 포화 특성을 지녀 차세대 전력 반도체로 각광 받고 있는 소자이다. 하지만 소자의 동작 시에 스냅-백 특성을 지녀 전력의 손실을 유발할 뿐만 아니라 오동작을 일으킬 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 EST에서 스냅-백 특성의 제거와 저지 전압의 향상을 위해 트랜치 전극을 가지는 새로운 구조를 제안하고 게이트 전극과 캐소드 전극의 트랜치 화에 따른 특성 변화 양상을 살펴보기 위해 게이트 전극만 트랜치로 구성한 경우와 캐소드 전극만 트랜치로 구성한 경우를 시뮬레이션을 통해 해석하였다. 그 결과 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.1 V의 애노드 전압과 91 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 800 V로 기존의 257에 비해 월등한 전기적 특성 향상을 가져왔다. 그러나 기존의 EST에서 캐소드 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.72 V의 애노드 전압과 25 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 613 V로 스냅-백 특성은 향상되었으나 저지 전압은 기존의 EST 보다 감소하였다. 결국 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 전극 형태로 구성한 경우에 가장 탁월한 전기적 특성을 갖는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.125-130
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• 2009

This paper reviews the characteristics technical trends in Power MOSFET technology that are leading to improvements in power loss for power electronic system. The power electronic technology requires the marriage of power device technology with MOS-gated device and bipolar analog circuits. The technology challenges involved in combining power handling capability with finger gate, trench array, super junction structure, and SiC transistor are described, together with examples of solutions for telecommunications, motor control, and switch mode power supplies.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제5권5호
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• pp.169-172
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• 2004

Deep sub-micron device required to get the superior ultra thin gate oxide characteristics. In this research, I will recommend a novel shallow trench isolation structure(STI) for thin gate oxide and a $N_2$O gate oxide 30 $\AA$ by NO ambient process. The local oxidation of silicon(LOCOS) isolation has been replaced by the shallow trench isolation which has less encroachment into the active device area. Also for $N_2$O gate oxide 30 $\AA$, ultra thin gate oxide 30 $\AA$ was formed by using the $N_2$O gate oxide formation method on STI structure and LOCOS structure. For the metal electrode and junction, TiSi$_2$ process was performed by RTP annealing at 850 $^{\circ}C$ for 29 sec. In the viewpoints of the physical characteristics of MOS capacitor, STI structure was confirmed by SEM. STI structure was expected to minimize the oxide loss at the channel edge. Also, STI structure is considered to decrease the threshold voltage, result in a lower Ti/TiN resistance( Ω /cont.) and higher capacitance-gate voltage(C- V) that made the STI structure more effective. In terms of the TDDB(sec) characteristics, the STI structure showed the stable value of 25 % ～ 90 % more than 55 sec. In brief, analysis of the ultra thin gate oxide 30 $\AA$ proved that STI isolation structure and salicidation process presented in this study. I could achieve improved electrical characteristics and reliability for deep submicron devices with 30 $\AA$ $N_2$O gate oxide.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.271-274
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• 2013

Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor's (MOSFETs) are well known for superior switching speed, and they require very little gate drive power because of the insulated gate. In these respects, power MOSFETs approach the characteristics of an "ideal switch". The main drawback is on-resistance RDS(on) and its strong positive temperature coefficient. While this process has been driven by market place competition with operating parameters determined by products, manufacturing technology innovations that have not necessarily followed such a consistent path have enabled it. This treatise briefly examines metal oxide semiconductor (MOS) device characteristics and elucidates important future issues which semiconductor technologists face as they attempt to continue the rate of progress to the identified terminus of the technology shrink path in about 2020. We could find at the electrical property as variation p base dose. Ultimately, its ON state voltage drop was enhanced also shrink chip size. To obtain an optimized parameter and design, we have simulated over 500 V Field ring using 8 Field rings. Field ring width was $3{\mu}m$ and P base dose was $1e15cm^2$. Also the numerical multiple $2.52cm^2$ was obtained which indicates the doping limit of the original device. We have simulated diffusion condition was split from $1,150^{\circ}C$ to $1,200^{\circ}C$. And then $1,150^{\circ}C$ diffusion time was best condition for break down voltage.