• 전기전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.214-219
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• 2014

본 논문에서는 실리콘 카바이드(silicon carbide)를 기반으로 한 tilt-implanted trench Schottky diode(TITSD)를 제안한다. 4H-SiC 트랜치 쇼트키 다이오드(trench Schottky diode)에 형성되는 트랜치 측면에 경사 이온주입(tilt-implantation)을 하여 소자가 역저지 상태(reverse blocking mode)로 동작 시 trench insulator가 모든 퍼텐셜(potential)을 포함하는 구조를 제안하고, 그 특성을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. TITSD는 트랜치의 측면(sidewall)에 nitrogen을 $1{\times}10^{19}cm^{-3}$ 으로 도밍(doping) 하여 항복전압(breakdown voltage) 특성도 경사 이온주입을 하지 않았을 때와 같게 유지하면서 trench oxide insulator가 모든 퍼텐셜을 포함하도록 함으로써 termination area를 감소시켰다. 트랜치 깊이(trench depth)를 $11{\mu}m$로 깊게 하고 최적화된 폭(width)을 선택함으로써 2750V의 항복전압을 얻었고, 동급의 항복전압을 가진 가드링(guard ring) 구조보다 termination area를 38.7% 줄일 수 있다. 이에 대한 전기적 특성은 synopsys사의 TCAD simulation을 사용하여 분석하였으며, 그 결과를 기존의 구조와 비교하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.565-569
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• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.364-367
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• 2010

The dual ion-implantation trench edge termination techniques were investigated and optimized using a two-dimensional device simulator. By trenching the field ring site which would be dual implanted, a better blocking capability can be obtained. The results show that the p-n junction with dual implanted junction field-ring can accomplish nearly 20% increase of breakdown voltage in comparison with the conventional trench field-rings. The fabrication is relatively difficult. But the trench etched field ring with dual ion-implantation is surpassed for breakdown voltage and consume same area and extensive device simulations as well as qualitative analysis confirm these conclusions.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.235-238
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• 2007

2차원 소자 시뮬레이터인 TMA 메디치를 이용하여 필드링와 깊은 접합 필드링에 대해 연구하였다. 이온 주입될 위치를 미리 트랜치 식각을 시킴으로써 항복전압 특성을 향상시킬 수 있었다. 시뮬레이션 결과 기존 필드링의 항복전압대비 깊은 접합 필드링 항복전압은 약 30%의 증가를 보였다. 깊은 접합 필드링은 같은 면적을 차지하는 조건하에서 설계 및 제작이 비교적 용이하고, 표면 전하의 영향도 적은 것으로 나타났다. 본 논문에서는 여러 분석을 통해 깊은 접합 필드링의 향상된 특성을 논하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.713-719
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• 2013

Power MOSFET operate voltage-driven devices, design to control the large power switching device for power supply, converter, motor control, etc. We have optimal designed planar and trench gate power MOSFET for high breakdown voltage and low on resistance. When we have designed $6,580{\mu}m{\times}5,680{\mu}m$ of chip size and 20 A current, on resistance of trench gate power MOSFET was low than planar gate power MOSFET. The on state voltage of trench gate power MOSFET was improved from 4.35 V to 3.7 V. At the same time, we have designed unified field limit ring for trench gate power MOFET. It is Junction Termination Edge type. As a result, we have obtained chip shrink effect and low on resistance because conventional field limit ring was convert to unify.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2011

현재 전력 반도체는 신재생/대체 에너지 시스템, 자동차/전기자동차, 디스플레이/LED 드라이브 IC 등과 같이 산업용뿐만 아니라 가정용에서도 그 수요가 급증하고 있다. 이러한 전력 반도체는 각 시스템에서 전력 변환, 분배 및 관리를 하는 역할을 하게 되는데, 이러한 전력 시스템에 적용되기 위해서는 고속 스위칭, 낮은 전력 손실 및 발열, 소형화 등의 특성이 요구되어진다. 이러한 특성을 만족하기 위해 현재 전력반도체는 수평형 소자에서 수직 형태로의 구조적 변경을 꽤하고 있으며, 또한 수직형 구조에서도 더욱 소형화와 고밀도 전류, 낮은 전력 손실 특성을 구현하기 위해 여러 가지 형태의 어레이 기술을 개발하고 있다. 본 연구에서는 사각 형태의 어레이 (square array, mesh type)를 가지는 수직형 TDMOS (Trench double diffused metal oxide effect transistor)에서 트렌치 부분을 중심으로 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 농도와 접합 깊이의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 파악함으로써 TDMOS의 안정적인 구동 영역을 확보하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구는 silvaco 시뮬레이션 툴을 이용하여 실제 소자 제작 공정과 유사한 형태로의 공정을 가상적으로 진행하고, 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 및 접합 깊이를 결정하는 이온 주입량과, 후속 열처리의 온도와 시간 등을 변화함으로써 그 전기적 특성을 상호 비교하였다.