• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2021

본 논문에서는 CDT(Conventional Double Trench) MOSFET보다 스위칭 시간과 손실이 적은 1700 V EPDT(Extended P+ shielding floating gate Double Trench) MOSFET 구조를 제안하였다. 제안한 EPDT MOSFET 구조는 CDT MOSFET에서 소스 Trench의 P+ shielding 영역을 늘리고 게이트를 N+와 플로팅 P- 폴리실리콘 게이트로 나누었다. Sentaurus TCAD 시뮬레이션을 통해 두 구조를 비교한 결과 온 저항은 거의 차이가 없었으나 Crss(게이트-드레인 간 커패시턴스)는 게이트에 0 V 인가 시에는 CDT MOSFET 대비 32.54 % 줄었고 7 V 인가 시에는 65.5 % 감소하였다. 결과적으로 스위칭 시간 및 손실은 각각 45 %, 32.6 % 줄어 스위칭 특성이 크게 개선되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.442-446
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• 2000

MOSFET는 속도의 증가, 전력 감소 그리고 집적도 증가를 위한 끊임없는 요구에 대응하여 최근 10년간 많은 변화를 겪었다. 그로 인한 스켈링이론이 부각되었고 풀 밴드 Monte Carlo 디바이스 시뮬레이터는 다른 형태의 n-channel MOSFET 구조에서 hot carrier에 대한 디바이스 스켈링의 효과를 연구하는데 사용되었다. 본 연구에서는 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFEI 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적충하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD(Technology Compute. Aided Design)를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링방법은 Constant-Voltage 스켈링을 사용하였고 시뮬레이션 결과로 스켈링에 대한 MOSFET의 특성과 임팩트 이온화, 전계를 비교 분석을 통해 TCAD의 실용성을 살펴보았고 스켈링을 이해하기 위한 물리적인 토대를 제시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.226-227
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• 2016

본 논문은 SiC Mosfet Gate Driver에서 Overcurrent상황 발생시 Mosfet 양단의 전압을 검출함으로써 스위칭 소자를 보호하는 Desaturation detction circuit에 대해 다룬다. IGBT와 다르게 SiC Mosfet의 경우 ohmic 영역과 saturation영역의 구분이 명확하지 않기 때문에 과전류 발생시 Mosfet 양단 전압을 검출하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 보완하기 위하여 Mosfet drain측에 새로운 회로를 추가로 설계함으로써 이를 보완하여 효과적으로 양단전압을 검출한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.152-158
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• 1999

IGBT는 전압정격 및 전류정격이 높고 도통손실이 낮아서 스위칭 전원장치에 많이 쓰이고 있는 추세에 있다. 그러나 IGBT는 MOSFET에 비해 스위칭 특성이 좋지 않아서 스위칭 손실이 많이 발생하며 주파수에도 제한을 받는다. 본 논문에서는 IGBT와 MOSFET의 장점을 살리기 위하여 IGBT에 MOSFET를 병렬로 접속한 IGBT-MOSFET 병렬 스위치를 사용한 2.4kW, 48V 출력의 고효율 반브리지 직류-직류 변환기를 제안한다. 병렬 스위치에서 주 스위칭 소자인 IGBT는 도통구간에서 주된 역할을 하며 MOSFET는 스위칭시에 주된 역할을 한다. 스위칭 손실을 분석하기 위하여 선형화 모델을 사용하였으며 시뮬레이션을 통하여 변환기의 동작을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.95-99
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• 2007

본 논문에서는 고온 환경에서의 대칭형 HV-MOSFET과 비대칭형 HV-MOSFET 구동 소자들의 채널길이, 확장 드레인 영역의 길이의 변화에 따른 전기적 특성변화를 실험을 통해 분석 하였으며 각각의 구조별로 고온 환경에서 확장 드레인의 길이와 채널 길이의 변화에 따른 전기적 특성을 분석하였다. 실험 결과 비대칭 구조는 400K의 온도에서 드레인 전류가 300K에서 보다 약 25% 이상 감소하였고, 트랜스 컨덕턴스는 약 40% 감소, 온 저항은 약 30% 증가 하는 것을 알 수 있었다. 이러한 변화는 주로 온도 증가에 따른 캐리어 이동도의 감소에 따른 현상으로 사료 된다. 대칭 구조의 경우는 비대칭 구조보다 드레인 전류와 트랜스 컨덕턴스의 변화폭이 적었으며 각각 20%, 35%감소를 보였으며, 온 저항은 확장 드레인영역이 길어져 35%의 더 큰 증가량을 보였다. 주로 고온 환경에서 동작하는 고전압 MOSFET(HV-MOSFET)의 설계 시에는 고온 환경을 고려한 소자의 설계가 요구되며, 각 설계변수의 최적화가 필요하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.775-777
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• 2016

본 연구에서는 반도체 집적회로에 사용되는 단위소자인 nMOSFET, pMOSFET, NPN 트랜지스터를 0.18um 반도체공정으로 제작하고 펄스방사선 영향 분석을 수행하였다. 펄스방사선 조사시험 결과 nMOSFET의 경우 $2.07{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서 수십 nA의 광전류가 발생되었으며, pMOSFET의 경우 $3{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서도 광전류가 발생되지 않는 결과를 확인하였다. NPN 트랜지스터의 경우 MOSFET과는 다르게 광전류가 약 1uA 발생되었다. 따라서 내방사선 IC 설계시 BJT 보다는 MOSFET을 시용하여야 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.789-792
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• 2003

pMOSFET having 10 ${\mu}um$ thickness Gd layer has been tested to be used as a slow neutron sensor. The total thermal neutron cross section for the Gd is 47,000 barns and the cross section value drops rapidly with increasing neutron energy. When slow neutrons are incident to the Gd layer, the conversion electrons are emitted by the neutron absorption process. The conversion electrons generate electron-hole pairs in the $SiO_2$ layer of the pMOSFET. The holes are easily trapped in Oxide and act as positive charge centers in the $SiO_2$ layer. Due to the induced positive charges, the threshold turn-on voltage of the pMOSFET is changed. We have found that the voltage change is proportional to the accumulated slow neutron dose, therefore the pMOSFET having a Gd nuclear reaction layer can be used for a slow neutron dosimeter. The Gd-pMOSFET were tested at HANARO neutron beam port and $^{60}CO$ irradiation facility to investigate slow neutron response and gamma response respectively. Also the pMOSFET without Gd layer were tested at same conditions to compare the characteristics to the Gd-pMOSFET. From the result, we have concluded that the Gd-pMOSFET is very sensitive to the slow neutron and can be used as a slow neutron dosimeter. It can also be used in a mixed radiation field by subtracting the voltage change value of a pMOSFET without Gd from the value of the Gd-pMOSFET.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.109-114
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• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.9-18
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• 2005

60 nm C-MOSFET 기술 분기점 이상의 고성능, 저전력 트랜지스터를 구현 시키기 위해 SiGe/SiO2/Si위에 성장된 strained Si의 두께가 전자 이동도에 미치는 영향을 두 가지 관점에서 조사 연구하였다. 첫째, inter-valley phonon 산란 모델의 매개변수들을 최적화하였고 둘째, strained Si 반전층의 2-fold와 4-fold의 전자상태, 에너지 밴드 다이어그램, 전자 점유도, 전자농도, phonon 산란율과 phonon-limited 전자이동도를 이론적으로 계산하였다. SGOI n-MOSFET의 전자이동도는 고찰된 SOI 구조의 Si 두께 모든 영역에서 일반적인 SOI n-MOSFET보다 $1.5\~1.7$배가 높음이 관찰 되었다. 이러한 경향은 실험 결과와 상당히 일치한다. 특히 strained Si의 두께가 10 nm 이하일 때 Si 채널 두께가 6 nm 보다 작은 SGOI n-MOSFET에서의 phonon-limited 전자 이동도는 일반 SOI n-MOSFET과 크게 달랐다. 우리는 이러한 차이가 전자들이 suained SGOI n-MOSFET의 반전층에서 SiGe층으로 터널링 했기 때문이고, 반면에 일반 SOI n-MOSFET에서는 캐리어 confinement 현상이 발생했기 때문인 것으로 해석하였다. 또한 우리는 10 nm와 3 nm 사이의 Si 두께에서는 SGOI n-MOSFET의 phonon-limited 전자 이동도가 inter-valley phonon 산란율에 영향을 받는 다는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 더욱 높은 드레인 전류를 얻기 위해서 15 nm 미만의 채널길이를 가진 완전공핍 C-MOSFET는 stained Si SGOI 구조로 제작하여야 함을 확인 했다

• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.94-100
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• 2015

본 논문에서는 U-MOSFET 내부의 기생 body 다이오드(PN diode)를 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode)로 대체한 50V급 전력 U-MOSFET을 제안하였다. 쇼트키 다이오드는 PN 다이오드와 비교 시, 역 회복 손실(reverse recovery loss)을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 전력 MOSFET의 기생 body 다이오드를 쇼트키 body 다이오드를 대신함으로써 역 회복 손실을 최소화 할 수 있다. 제안된 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode) U-MOSFET(SU-MOS)를 conventional U-MOSFET(CU-MOS)와 전기적 특성을 비교한 결과, 전달(transfer) 및 출력(output)특성, 항복(breakdown)전압 등 정적(static) 특성의 변화 없이 감소된 역 회복 손실을 얻을 수 있었다. 즉, 쇼트키 다이오드의 폭(width)이 $0.2{\mu}m$, 쇼트키 장벽 높이(Schottky barrier height)가 0.8eV일 때 첨두 역전류(peak reverse current)는 21.09%, 역 회복 시간(reverse recovery time)은 7.68% 감소하였고, 성능지수(figure of merit(FOM))는 35% 향상되었다. 제안된 소자의 특성은 Synopsys사의 Sentaurus TCAD를 사용하여 분석되었다.