• 전기전자학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.565-569
• /
• 2018

For the conventional power MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) device structure, there exists a tradeoff relationship between specific on-state resistance (Ron,sp) and breakdown voltage (BV). In order to overcome this tradeoff, a super-junction (SJ) trench MOSFET (TMOSFET) structure with uniform or non-uniform doping concentration, which decreases linearly in the vertical direction from the N drift region at the bottom to the channel at the top, for an optimal design is suggested in this paper. The on-state resistance of $0.96m{\Omega}-cm2$ at the SJ TMOSFET is much less than that at the conventional power MOSFET under the same breakdown voltage of 100V. A design methodology for the edge termination is proposed to achieve the same breakdown voltage and on-state resistance as the main body of the super-junction TMOSFET by using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.129-134
• /
• 2013

For the conventional power metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) device structure, there exists a tradeoff relationship between specific on-resistance ($R_{ON.SP}$) and breakdown voltage ($V_{BR}$). In order to overcome the tradeoff relationship, a uniform super-junction (SJ) trench metal-oxide semiconductor field-effect transistor (TMOSFET) structure is studied and designed. The structure modeling considering doping concentrations is performed, and the distributions at breakdown voltages and the electric fields in a SJ TMOSFET are analyzed. The simulations are successfully optimized by the using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas. In this paper, the specific on-resistance of the SJ TMOSFET is successfully obtained 0.96 $m{\Omega}{\cdot}cm^2$, which is of lesser value than the required one of 1.2 $m{\Omega}{\cdot}cm^2$ at the class of 100 V and 100 A for BLDC motor.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권7호
• /
• pp.109-114
• /
• 2013

전력 MOSFET(산화물-반도체 전위 효과 트랜지스터)는 BLDC 모터와 전력 모듈 등에 광범위하게 사용하고 있다. 기존 전력 MOSFET 구조는 온-저항과 항복전압사이에 절충(tradeoff)이 필요하다. 이러한 절충을 하지 않고 최적화를 하기위해 비균일 초접합 트랜치 MOSFET 를 설계하는데 동일한 항복전압에서 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 낮은 온-저항을 갖도록한다. 이를 위해 드리프트 영역에서 우수한 전기장 분포를 달성하기 위하여 선형구조의 도핑 프로파일을 제안하고, 단위 셀 설계, 도핑농도의 특성분석, 전위분포를 SILVACO TCAD 2D인 Atlas 소자 소프트웨어를 사용하여 시뮬에이션을 수행하였다. 결과로 100V 급 MOSFET에서 비균일 초접합 트랜치 MOSFET가 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 온-저항에서 우수한 특성을 보여주고 있다.