• ETRI Journal
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• 제34권1호
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• pp.134-137
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• 2012

Power metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) devices are widely used in power electronics applications, such as brushless direct current motors and power modules. For a conventional power MOSFET device such as trench double-diffused MOSFET (TDMOS), there is a tradeoff relationship between specific on-state resistance and breakdown voltage. To overcome the tradeoff relationship, a super-junction (SJ) trench MOSFET (TMOSFET) structure is studied and designed in this letter. The processing conditions are proposed, and studies on the unit cell are performed for optimal design. The structure modeling and the characteristic analyses for doping density, potential distribution, electric field, width, and depth of trench in an SJ TMOSFET are performed and simulated by using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas. As a result, the specific on-state resistance of 1.2 $m{\Omega}-cm^2$ at the class of 100 V and 100 A is successfully optimized in the SJ TMOSFET, which has the better performance than TDMOS in design parameters.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.63-66
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• 2017

This research was about shielded trench gate power MOSFET for low voltage and high speed. We used T-CAD tool and carried out process and device simulation for exracting design and process parameters. The exracted parameters was used to design shieled and conventional trench gate power MOSFET. And The electrical characteristics of shieled and conventional trench gate power MOSFET were compared and analyzed for their power device applications. As a result of analyzing electrical characteristics, the recorded breakdown voltages of both devices were around 120 V. The electric distributions of shielded and conventional trench gate power MOSFET was different. But due to the low voltage level, the breakdown voltage was almost same. And the other hand, the threshold voltage characteristics of shielded trench gate power MOSFET was superior to convention trench gate power MOSFET. In terms of on resistance characteristics, we obtained optimal oxied thickness of $3{\mu}m$.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권5호
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• pp.500-510
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• 2013

In this paper, a high-sensitivity low power photodetector using double gate (DG) MOSFET is proposed for the first time using change in subthreshold current under illumination as the sensitivity parameter. An analytical model for optically controlled double gate (DG) MOSFET under illumination is developed to demonstrate that it can be used as high sensitivity photodetector and simulation results are used to validate the analytical results. Sensitivity of the device is compared with conventional bulk MOSFET and results show that DG MOSFET has higher sensitivity over bulk MOSFET due to much lower dark current obtained in DG MOSFET because of its effective gate control. Impact of the silicon film thickness and gate stack engineering is also studied on sensitivity.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.501-504
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• 2014

This paper was developed and described core-process to implement low on resistance which was the most important characteristics of SJ (super junction) MOSFET. Firstly, using process-simulation, SJ MOSFET optimal structure was set and developed its process flow chart by repeated simulation. Following process flow, gate level process was performed. And source and drain level process was similar to genral planar MOSFET, so the process was the same as the general planar MOSFET. And then to develop deep trench process which was main process of the whole process, after finishing photo mask process, we developed deep trench process. We expected that developed process was necessary to develop SJ MOSFET for automobile semiconductor.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권4호
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• pp.195-198
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• 2017

This research analyzed the electrical characteristics of an 80 V optimal trench power MOSFET (metal oxide field effect transistor) for mobile applications. The power MOSFET is a fast switching device in fields with low voltage(<100 V) such as mobile application. Moreover, the power MOSFET is a major carrier device that is not minor carrier accumulation when the device is turned off. We performed process and device simulation using TCAD tools such as MEDICI and TSUPREM. The electrical characteristics of the proposed trench gate power MOSFET such as breakdown voltage and on resistance were compared with those of the conventional power MOSFET. Consequently, we obtained breakdown voltage of 100 V and low on resistance of $130m{\Omega}$. The proposed power MOSFET will be used as a switch in batteries of mobile phones and note books.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.215-219
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• 2004

MOSFET 선량계는 기존의 선량계들에 비해 여러 가지 장점이 있기 때문에 최근에 방사선 치료뿐만 아니라 방사선 진단 등 기타 여러 분야에서 선량검증을 위해 시도되고 있다. 하지만 이렇게 사용되기 위해서는 중ㆍ저에너지 범위의 광자선에 대한 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성파악이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고감도 MOSFET 선량계의 여러가지 방사선학적 특성을 자세하게 연구할 수 있는 3차원 몬테칼로 전산모사 모델을 개발하였다. 고감도 MOSFET 선량계의 검출부위는 매우 얇아서 MCNP에서 기본적으로 제공하는 Tally를 사용하면 검출부위에 흡수된 에너지를 정확하게 결정할 수 없으므로 검출부위에 주어진 에너지를 전자들의 트랙들로부터 직접 계산하는 방법을 채택하였다. 개발된 모델은 에너지 의존도, 전자 기여도, 깊이 의존도 등의 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성을 연구하기 위해 사용되었다. 에너지 의존도는 15 keV에서 6 MeV 에너지 범위에서 정량화하였는데 약 40 keV에서 최대 6.6으로 나타났다. 본 연구에서는 PTRAC 파일과 Sabrina 코드를 이용하여 MOSFET 선량계 각 부분에서의 전자 기여도를 조사하였다. 깊이 의존도는 신체 내 평균 깊이를 15 cm로 가정할 때 0.662 MeV의 경우는 교정인자 1.16 그리고 1.25 MeV의 경우는 교정인자 1.11을 사용하여 깊이 의존도에 의한 오차를 줄일 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권11호
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• pp.981-987
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• 2014

DC/DC 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 효율이 높은 전력변환기이다. DC/DC 컨버터는 MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터), PWM-IC(펄스폭 변조 집적회로) 제어기, 인덕터, 콘덴서 등으로 구성되어있다. MOSFET는 스위치 기능을 수행하는데 코발트 60 ($^{60}Co$) 저준위 감마발생기를 이용한 TID 실험에서 방사선의 영향으로 문턱전압과 항복전압의 변화와 SEGR 실험에 적용된 5종류의 중이온 입자는 MOSFET의 게이트(gate)에 영향을 주어 게이트가 파괴된다. MOSFET의 TID 실험은 40 Krad 까지 수행하였으며, SEGR 실험은 제어보드를 구현한 후 LET(MeV/mg/$cm^2$)별 cross section($cm^2$)을 연구하는데 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.180-186
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• 2023

본 논문은 4세대 VNAND 공정으로 만들어진 고전압 SiO2 절연층 nMOSFET의 n⁺ 및 p⁺ poly-Si 게이트에서의 positive bias temperature instability(PBTI) 열화에 대해 비교하고 각각의 메커니즘에 대해 분석한다. 게이트 전극 물질의 차이로 인한 절연층의 전계 차이 때문에 n⁺/nMOSFET의 열화가 p⁺/nMOSFET의 열화보다 더 클 것이라는 예상과 다르게 오히려 p⁺/nMOSFET의 열화가 더 크게 측정되었다. 원인을 분석하기 위해 각각의 경우에 대해 interface state와 oxide charge를 각각 추출하였고, 캐리어 분리 기법으로 전하의 주입과 포획 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, p⁺ poly-Si 게이트에 의한 정공 주입 및 포획이 p⁺/nMOSFET의 열화를 가속시킴을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권2호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 방사선 치료 및 진단 분야에서 선량 측정을 위하여 다양하게 사용되고 있는 MOSFET 선량계는 검출부위가 실리콘으로 이루어져 있으며 다른 검출기들과 마찬가지로 어느 정도의 에너지 의존도와 방향 의존도를 보인다. 따라서 MOSFET 선량제가 공기 중이 아닌 모의피폭체 내에서 선량 측정에 사용될 경우 낮은 에너지를 갖는 산란 광자 등 이차 광자들로 인하여 선량을 실제보다. 높게 평가하게 된다. 본 연구에서는 MOSFET 선량계의 에너지 의존도와 방향 의존도로 인하여 발생하는 오차를 보정하기 위한 선량보정인자를 몬테카를로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였다. 먼저 사용되는 인형 모의 피폭체의 체적소 모의피폭체(Voxel Phanom)를 CT 영상을 이용하여 제작하였으며 제작된 체적소 모의 피폭체를 몬테카를로 전산코드로 구현한 후, 모의피폭체 내 각 선량계 지점에서 입사하는 광자의 에너지 및 방향별 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 각각의 선량계 지점에서 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자빔을 고려하였으며 또한 MOSFET 선량계의 방향은 실리콘 베이스 방향과 에폭시 방향을 고려하였다. 주어진 선량제 지점에서의 선량보정인자는 계산된 에너지 의존도들의 중간간을 이용하여 결정하였으며 이렇게 결정된 각 선량계 지점에서 선량보정인자는 0.89-0.97 범위의 값들을 나타내었다. 본 연구결과에 따르면 MOSFET 선량계를 이용하여 인형 모의피폭체 내에 선량을 측정할 때 에너지 의존도와 방향 의존도를 고려하지 않을 경우 측정 위치에 따라 $3{\sim}11%$ 정도의 측정오차가 발생할 수 있다. 그러므로 인형 모의피폭체 내의 선량을 정확하게 측정하기 위해서는 선량보정인자를 각 선량계에 필히 적용해주어야 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.95-95
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• 2008

본 연구에서는 SiGe p-MOSFET을 제작하여 I-V 특성과 게이트 길이, $V_D$, $V_G$의 변화에 따른 저주파 노이즈특성을 측정하였다. Si 기판위에 성장한 $Si_{0.88}Ge_{0.12}$으로 제작된 SiGe p-MOSFET의 채널은 게이트 산화막과 20nm 정도의 Si Spacer 층으로 분리되어 있다. 게이트 산화막은 열산화에 의해 70$\AA$으로 성장되었고, 게이트 폭은 $25{\mu}m$, 게이트와 소스/드레인 사이의 거리는 2.5때로 제작되었다. 제작된 SiGe p-MOSFET은 빠른 동작 특성, 선형성, 저주파 노이즈 특성이 우수하였다. 제작된 SiGe p-MOSFET의 ESD 에 대한 소자의 신뢰성과 내성을 연구하기 위하여 SiGe P-MOSFET에 ESD를 lkV에서 8kV까지 lkV 간격으로 가한 후, SiGe P-MOSFET의 I-V 특성과 게이트 길이, $V_D$, $V_G$의 변화에 따른 저주파 노이즈특성 변화를 분석 비교하였다.