• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.368-369
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• 2019

최근 친환경 자동차로의 적용을 위한 차량용 전력반도체에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 전압, 전류 등의 기본 성능사양은 선진사(社)의 동등 혹은 유사 수준에 도달하였음에도 아직 수명 내구성과 같은 신뢰성 측면에서는 미비한 실정이다. 이에 본 논문에서는 대용량 전력반도체 모듈의 신뢰성 평가 항목 중 하나인 파워 사이클 시험평가를 위한 파워 사이클러 개발에 대해 논한다. 본 기술개발을 통해 개발된 파워사이클러는 기존 고가의 외산 파워 사이클러를 도입하거나 해외 평가기관을 활용해야 했던 국내 전력반도체 모듈 개발업체의 지원이 가능하며, 또한 국산화 개발을 통해 전력반도체 모듈 개발업체의 요구사항을 충분히 반영할 수 있는 맞춤형 파워사이클러 개발이 가능하다. 개발된 장비를 활용하여 전기차용 전력 모듈에 대한 파워사이클 평가를 진행하며, 그 타당성을 검증한다.

• 전기의세계
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• 제42권7호
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• pp.30-44
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• 1993

본 논단에서는 스마트 파워 IC의 개념과 주요 구성 핵심기술인 횡형 전력소자들의 기본구조와 특성을 비교하였으며, 공정에 밀접한 관련있는 전기적 격리기술, 그리고 스마트 파워 칩 구현을 위한 CAD체계에 대해 논의하였다. 또한 자동차 하이사이드 스위치와 모터 제어 및 구동용 스마트 파워 IC의 제품을 중심으로 스마트 파워 IC의 응용분야에 대해 간략하게 살펴보았다. 전자기기에 광범위하게 응용되어 시스템의 고급화, 고신뢰도 및 소형경량화에 중요한 반도체 소자를 포함한 전체 전력 반도체 소자 시장 50억불의 20%를 형성하였다. 최근 스마트 파워 IC의 큰 시트 파워 IC는 자동차 1대당 50개에서 140개까지 소요 예상되리라는 보고도 되고 있다. 스마트 파워 IC는 고내압, 대전류, 고속 스위칭 특성을 갖는 전력소자 및 전기적 격리기술 그리고 설계자동화를 위한 스마트 파워 IC의 구성 요소기술들의 지속적인 발전에 힘입어 더욱 고기능화된 제품개발에 의해 민생용 소비재 분야에서 산업분야까지 현재 보다 더 광범위한 응용이 기대된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.61.2-61.2
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• 2011

넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도를 가진 산화물 반도체는 기존의 Si 기반 TFT 소자를 대체할 차세대 디스플레이의 핵심 소재기술로 관심이 높아지고 있다. 그러나 대표적인 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)에 포함된 인듐의 수요 증가에 따른 가격 급등 문제로 이를 대체할 수 있는 새로운 산화물 반도체 재료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이에 비교적 저가의 물질로 구성된 Zn-Sn-O계 산화물 소재에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 높은 수준의 캐리어 농도를 가지고 있어 TFT 채널용 반도체소재로 적용되기 위해서는 이를 $10^{17}\;cm^{-3}$ 이하로 조절할 수 있는 기술개발이 요구된다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착된 Ga-Zn-Sn-O (GZTO) 박막의 갈륨 첨가에 따른 특성변화를 조사하였다. GZO ($Ga_2O_3$ 5wt%)와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 고정한 상태에서 $Ga_2O_3$ 타켓의 인가 파워를 0~100W로 조절하여 박막 내 Ga 함량을 증가시켰다. 제조된 모든 GZTO 박막은 Ga함량에 관계없이 비정질 구조를 가지며 가시광 영역에서 약 78%의 우수한 투과율을 나타낸다. Ga 함량에 따라 박막의 구조적, 광학적 특성은 크게 변하지 않지만 전기적 특성은 뚜렷한 변화를 나타냈다. $Ga_2O_3$ 파워가 증가할수록 박막 내 캐리어 농도와 이동도의 감소로 비저항이 크게 증가하는데 특히 캐리어 농도는 $Ga_2O_3$ 파워가 0에서 100W로 증가할 때 $2{\times}10^{18}$에서 $8{\times}10^{14}\;cm^{-3}$으로 감소하였다. 이는 Ga-O의 화학적 결합 에너지가 다른 원소들(Zn 또는 In)에 비해 커서 박막 내 산소공공의 감소가 야기되었기 때문이다. 이러한 전기물성의 변화를 이해하기 위해 XPS 분석을 수행하였다. 제조된 GZTO 박막은 $Ga_2O_3$ 파워가 증가함에 따라 O 1s peak에서 산소공공과 관련된 530.8 eV peak의 intensity가 감소한다. 따라서 Ga을 첨가에 따른 캐리어 농도의 감소는 산소공공의 발생억제로 기인한 것으로 판단되며, 본 연구결과는 ZTO계 비정질 산화물 반도체의 활용가능성을 제시하였다.

• 전력전자학회지
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• 제24권6호
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• pp.76-81
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• 2019

• 전기저널
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• 통권297호
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• pp.66-72
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• 2001

1957년에 사이리스터가 발표된 이래 파워반도체디바이스(이하 ''파워디바이스''라 한다)의 발전과 더불어 이것을 사용하여 전력변환$\cdot$제어와 이를 응용한 파워일렉트로닉스 산업도 현저한 발전을 이루어 왔다. 21세기를 맞이하여 지구의 유한성을 강하게 인식하고 자원과 에너지를 고도이용하는 순환형 사회에로의 전환을 도모하는 기술혁신과 IT(정보기술)를 구사한 기술보급의 움직임이 활발해지고, 파워일렉트로닉스와 그 키파트인 파워디바이스가 수행하여야 할 역할은 점점 더 중요해지고 있다. 이와 같은 배경 하에서 파워디바이스는 인버터제어를 주목적으로 사이리스터, GTO(Gate Turn-off Thyristor), 바이폴라트랜지스터, MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)에서 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)에로 진전되고, 그 응용분야도 가전제품에서 OA, 산업, 의료, 전기자동차, 전철, 전력에 이르는 폭넓은 분야로 확대되었다. 현재 파워디바이스를 취급하는 전력의 범위는 수W의 스위칭 전원에서 GW급의 직류송전까지 9단위까지에 이르러 광범위한 전력 제어가 가능하게 되었다. 한편 응용의 중심이 되는 IGBT는, 고속화와 저손실화 및 파괴 내량의 향상을 지향한 개량을 거듭하여 제5세대제품이 나타나기 시작하였다. 또한 IGBT에 구동$\cdot$보호$\cdot$진단 회로 등을 넣어 모듈화한 IPM(Intelligent Power Module)이 그 편리성과 소형화를 특징으로 파워디바이스의 주역의 자리에 정착하였다. 가전$\cdot$산업$\cdot$자동차$\cdot$전철의 각 분야에서는 시장 니즈에 최적 설계된 IPM이 개발되게 되어 보다 더한 시장확대가 기대되고 있다. 또한 종래의 Si(실리콘)에 대신하는 반도체 재료로서 SiC(실리콘 카바이드 : 탄화규소)에 대한 기대가 크고 MOSFET나 SBD 등의 파워디바이스의 조기실용화에의 대처노력도 주목할 만하다.

• NEWSLETTER 전기공업
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• 97-17호통권186호
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• pp.18-29
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• 1997

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.169-172
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• 2004

펄스파워 응용기술에 있어서 핵심이 되는 것은 대전력 고반복율의 스위칭 특성을 갖는 스위치 및 구동기술이다. 지금까지 대전력 에너지를 전달하기 위해 사용되고 있는 스위치는 크게 사이라트론 등과 같은 진공 스위치와 자기 스위치, 그리고 반도체 스위치로 구분할 수 있는데 이중에서 기존 반도체 스위치들의 한계를 극복하고 낮은 제작비용으로 대전력 고반복용 펄스 전원 장치 등의 다양한 산업분야에 활용하고자 개발된 반도체 스위치가 바로 RSD (Reverse Switch-on Dynistor)이다. RSD는 애벌런치 전류에 의해 소자 전체를 동시에 턴온시키는 특성이 있으므로 고전압 적용을 위해서 직렬 스택을 구성하는 경우에도 턴온 지연이 거의 없어서 전압 분배기와 같은 추가적인 장치가 필요 없으며 높은 di/dt 특성과 우수한 펄스 통전능력을 가진다. 본 논문에서는 30${\mu}s$의 펄스폭으로 스위칭 할 수 있는 10kV 20kA급 펄스파워용 RSD 스택 시스템의 설계와 실험결과를 보여 주고 있다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.24-25
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• 2000

파장변환 소자는 최근에 급격히 발전하는 광네트웍을 구축하기 위하여 필수적인 소자로서 여러 가지 형태에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 그중에서도, 최근에는 반도체 광증폭기로 형성된 방향성 결합기구조(semiconductor optical amplifier directional coupler)에서의 상호 이득 포화(XPM : cross-phase modulation)에 의한 파장변환에 대한 개념이 제안되고 가능성이 실험적으로 입증된 바 있다. 이런 구조의 파장변환 소자는 입력 광신호의 파워가 작을때는 위상 정합이 되어 반도체 광증폭기의 광모드가 완전히 결합되어 cross state로 변환된 파장의 광파워가 많이 출력되고, 신호 입력 파워가 증가함에 따라 결합이 감소하게 되어 Cross state에서의 출력 파워는 감소하게 된다. 이와 같은 소자는 입력 신호광과 변환된 신호광이 역방향으로 진행하는 경우 광필터가 필요없이 파장변환이 가능하고, 변환 후의 소광비가 향상되기 때문에 향후 다양한 형태로 응용될 가능성이 있으며, 적정 설계 및 성능 예측을 위해서는 시영역에서 모델링할 수 있는 방법론을 구축하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 연산자 분리 방법$^{(1)}$ 을 적용하여 상술한 파장변환기를 해석하기에 적당하도록 시영역 동적 모델을 구현하고, 파장변환 특성을 여러 가지 면에서 분석하여 보았다. (중략)

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.10-13
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• 2002

본 논문에서는 P-type (100)Si 기판위에 RF magnetron sputtering법으로 강유전체 BST 박막을 증착하기 위한 완충층용(buffer layer) MgO 박막을 제작하였다. 증착 시 기판온도는 $400^{\circ}C$, 작업가스 Ar:$O_2$:=80:20, 작업진공 10m torr에서 RF 파워를 25W, 50W, 7SW로 변화하면서 증착하여 최적의 RF 파워조건을 확립하였다. XRD 측정결과 RF 파워 세기에 관계없이 MgO(200)피크만 관찰되었고 RF 파워 5OW에서 제작한 박막이 가장 양호한 결정성을 나타내었고 이 때 I-V측정결과 $\pm$ 1.5 MV/$cm^2$에서 $10^{-7}$A/$cm^2$이하의 양호한 누설전류특성을 나타내었고 C-V 측정결과 히스테리시스가 거의없는 양호한 인터페이스 특성을 보여주었고 비유전율은 약 8.4였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.227-228
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• 2009

플라즈마 공정 중에 플라즈마는 공정조건에 따라 다양한 빛을 발산하며, 이를 플라즈마 감시에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 반도체 공정 중에서 발생하는 플라즈마의 색상 정보 (X, Y, Tc)를 수집했다. 그리고 공정 조건 중 소스파워와 바이어스파워의 값을 다양하게 변화시키면서 색 정보의 민감도를 비교, 분석하였다. 소스와 바이어스 파워의 변화에 대해 색 정보는 반대의 경향을 보였다. 또한 소스 파워의 경우 X, 그리고 바이어스 파워의 경우 Tc가 효과적인 감시 변수임을 확인하였다.