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Silicon Carbide(SiC)는 높은 열전도도와 넓은 밴드갭 에너지로 인해 고온과 고전압 소자로 사용하는데 큰 장점을 가지고 있는 물질이다. SiC를 이용하여 전력반도체소자를 제작할 경우, 소자가 목표 전압을 충분히 견딜 수 있도록 Edge Termination 기법을 적용하여야한다. Edge Termination 기법에는 여러 가지 방안이 제안되어왔는데, SiC 소자에 가장 적합한 기법은 Junction Termination Extension (JTE)이다. 본 논문에서는 각 JTE 구조별 도핑 농도와 Passivation Oxide Charge 변화에 따른 항복전압의 변화를 살펴보았다. 결과적으로 Single Zone JTE (SZ-JTE)는 1D 시뮬레이션 값의 98.24%, Double Zone JTE (DZ-JTE)는 99.02%, Multiple-Floating-Zone JTE (MFZ-JTE)는 98.98%, Space-Modulated JTE (SM-JTE)는 99.22%의 최대 항복전압을 나타내었고, JTE 도핑 농도 변화에 따른 최대 항복전압의 민감도는 MFZ-JTE가 가장 낮은 반면 SZ-JTE가 가장 높았다. 또한 Passivation Oxide 층의 전하로 인해 소자의 항복전압의 변화를 살펴보았는데, 이에 대한 민감도 역시 MFZ-JTE가 가장 낮았으며 SZ-JTE가 가장 높았다. 결과적으로 본 논문에서는, 짧은 JTE 길이에서 높은 도핑 농도를 필요로 하는 MFZ-JTE보다 DZ-JTE와 SM-JTE가 실제 소자 설계에 있어 가장 효과적인 JTE 기법으로 분석되었다.

Silicon Carbide(SiC) has large advantage in high temperature and high voltage applications because of its high thermal conductivity and large band gap energy. When using SiC to design power semiconductor devices, edge termination techniques have to be adjusted for its maximum breakdown voltage characteristics. Many edge termination techniques have been proposed, and the most appropriate technique for SiC device is Junction Termination Extension(JTE). In this paper, the change of breakdown voltage efficiency ratio according to the change of doping concentration and passivation oxide charge of each JTE techniques is demonstrated. As a result, the maximum breakdown voltage ratio of Single Zone JTE(SZ-JTE), Double Zone JTE(DZ-JTE), Multiple Floating Zone JTE(MFZ-JTE), and Space Modulated JTE(SM-JTE) is 98.24%, 99.02%, 98.98%, 99.22% each. MFZ-JTE has the smallest and SZ-JTE has the largest sensitivity of breakdown voltage ratios according to the change of JTE doping concentration. Additionally the degradation of breakdown voltage due to the passivation oxide charge is analyzed, and the sensitivity is largest in SZ-JTE and smallest in MFZ-JTE, too. In this paper, DZ-JTE and SM-JTE is the best efficiency JTE techniques than MFZ-JTE which needs large doping concentration in short JTE width.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
ROI 기반 실시간 이미지 정합 알고리즘 구현 = (An)Implementation of the Real-time Image Stitching Algorithm Based on ROI 곽재창 pp.460-464

Hartley-VCO Using Linear OTA-based Active Inductor Seong-Ryeol Jeong, Won-Sup Chung pp.465-471

복수의 이용자를 지원하는 스마트 안심귀가 서비스의 구현 = Implementation of Smart Safe Return Service Supporting Multiple Users 이건배 pp.472-478

A Resistance Deviation-To-Time Interval Converter Based On Dual-Slope Integration Zhi-Heng Shang, Won-Sup Chung, Sang-Hee Son pp.479-485

Bi₂Mg⅔Nb_4/3_O₇을 사용한 온도센서의 저주파 잡음 특성 = Analysis of Low Frequency Noise Variation in Temperature Sensor With Bi₂Mg⅔Nb_4/3_O₇ 조일환, 서동선 pp.486-490

4H-SiC 소자의 JTE 구조 및 설계 조건 변화에 따른 항복전압 분석 = (The)Analysis of the Breakdown Voltage according to the Change of JTE Structures and Design Parameters of 4H-SiC Devices 구윤모, 조두형, 김광수 pp.491-499

간단한 평면 오실레이터의 위상 천이의 시변 분산에 대한 기존 3개 모델의 추정 정확도 비교 = Accuracy Comparison of Existing 3 Models in Estimating Time-Varying Variance of Phase Deviation of a Simple Planar Oscillator 전만영 pp.500-505

통신 지연을 갖는 고차 적분기시스템의 일치 = Consensus of High-Order Integrators With a Communication Delay 이성렬 pp.520-525

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이중게이트 구조의 Junctionless FET 의 성능 개선에 대한 연구 = Development of Gate Structure in Junctionless Double Gate Field Effect Transistors 조일환, 서동선 pp.514-519

Offline Handwritten Numeral Recognition Using Multiple Features and SVM classifier Gab-Soon Kim, Joong-Jo Park pp.526-534

방사선 위치 검출센서의 제작 및 특성 = Fabrication and Characteristics of X-ray Position Detection Sensor 박형준, 김인수 pp.535-540

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개인건강서비스를 위한 보안 요구사항 = Security Requirements of Personal Health Service 김상곤, 황희정 pp.548-556

EKF-SLAM을 이용한 쿼드콥터의 위치 추정 = (A)Position Estimation of Quadcopter Using EKF-SLAM 조영완, 황재영, 이희진 pp.557-565

한국형 발사체의 스킨 추적 성능 향상을 위한 RCS 분석 = RCS Analysis for Improving the Performance of the Skin Tracking of KSLV-Ⅱ 이현승, 이은규, 임정택, 최지환, 김철영 pp.566-572

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메모리 계층 구조를 사용한 타일 기반 레스터라이져 설계 = (A)Design of a Tile Based Rasterizer Using Memory Hierarchy Structure 김도현, 곽재창 pp.590-595

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참고문헌 (13건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Alexandre Avron, Philippe Roussel, “SiC Market, 2010-2020: 10 year market projection”, Yole Developpement. 미소장
2 Peter Freidrichs, Roland Rupp, "Silicon Carbide Power Devices – Current Developments and Potential Applications," EPE, 2005. 미소장
3 Robert Perret, Power Electronics Semiconductor Devices, Wiley, 2009 미소장
4 B. J. Baliga, Fundamentals of Power Semiconductor Devices, Springer, 2008 미소장
5 Mulpuri V. Rao, J. Tucker, O. W. Holland, N. Papanicolaou, P. H. Chi, J. W. Kretchmer, M. Ghezzo, "Donor Ion-Implantation Doping into SiC" Journal of Electronic Materials, Vol.28, No.3, pp.334-340, 1999 미소장
6 Dopant ion implantation simulations in 4H-Silicon Carbide 네이버 미소장
7 Atul Mahajan, B. J Skromme, “Design and optimization of junction termination extension (JTE) for 4H-SiC high voltage Schottky diodes”, Solid State Electronics, Vol. 49, pp.945-955, 2005 미소장
8 David C. Sheridan, Guofu Niu, John D. Cressler, “Design of single and multiple zone junction termination extension structures for SiC power devices”, Solid State Electronics, Vol. 45, pp.1659-1664, 2001 미소장
9 High-Voltage 4H-SiC PiN Diodes With Etched Junction Termination Extension 네이버 미소장
10 A New Edge Termination Technique for High-Voltage Devices in 4H-SiC–Multiple-Floating-Zone Junction Termination Extension 네이버 미소장
11 Space-Modulated Junction Termination Extension for Ultrahigh-Voltage p-i-n Diodes in 4H-SiC 네이버 미소장
12 J. M. Knaup, P. Deak, Th. Frauenheim, "Defects in SiO2 as the Possible origin of near interface traps in the SiC/SiO2 system : A systematic theoretical study", The American Physical Society, 2005 미소장
13 Fanny Dahlquist, Junction Barrier Schottky Rectifiers in Silicon Carbide, KTH, Royal Institute of Technology, 2002 미소장

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