• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.677-684
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• 2020

In this paper, the energy efficiency of a 4H-SiC UMOSFET with a local floating superjunction (LFS UMOSFET) was compared with a conventional P-shielding UMOSFET. For analysis, P-shielding UMOSFET and LFS UMOSFET were modeled for energy loss and junction temperature. As a result, LFS UMOSFET showed switching loss reduction of 20.6%. In addition, it was confirmed that LFS UMOSFET is applied to a 3-phase inverter, resulting in 33.2% lower power efficiency and 28.1% lower junction temperature than P-shielding UMOSFET. Electrical characteristics were simulated using Sentaurus TCAD, and the power circuit was simulated with the modelled UMOSFET using PSIM, a power circuit simulator.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.284-292
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• 2020

SiC 기반 소자는 silicon 소자 대비 1200V 이상의 고전압 환경에서 우수하게 동작하며 특히 매우 높은 온도에서 안정적인 특성을 보여준다. 따라서 최근 1700V급 UMOSFET이 전기 자동차, 항공기 등의 전력시스템의 사용을 목표로 활발하게 연구개발 되고 있다. 본 논문에서는 최근 연구되고 있는 세 종류의 1700급 UMOSFET-Conventional UMOSFET (C-UMOSFET), Source Trench UMOSFET (ST-UMOSFET), Local Floating Superjunction UMOSFET (LFS-UMOSFET)-에 대해 온도 변화(300K-600K)에 따른 전력소자에서 중요한 변수 (breakdown voltage(BV), on-resistance(R_on), threshold voltage(v_th), transconductance(g_m))의 신뢰성 특성을 비교 분석하였다. 세 소자 모두 온도 증가에 따른 BV 증가, R_on 증가, v_th 감소, g_m 감소를 확인하였다. 그러나 세 소자의 구조 차이에 따라 BV, R_on v_th, g_m 변화에 차이가 있어 그 정도 및 원인에 대해 비교 분석하였다. 모든 결과는 sentaurus TCAD을 통해 simulation 되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.756-761
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• 2019

본 논문에서는 기존 4H-SiC SJ UMOSFET 구조의 p-pillar을 기존 UMOSFET의 shielding 영역 아래로 배치시키는 SC-SJ(Shielding Connected-Super Junction) UMOSFET 구조를 제안한다. 제안한 SC-SJ UMOSFET의 경우 p-pillar와 shielding 영역이 공존하여 산화막에서 전계에 의한 항복이 발생하지 않도록 하며, 이는 pillar의 도핑 농도 상승을 가능하게 한다. 결과적으로 온저항을 낮춤으로서 소자의 정적 특성을 개선한다. Sentaurus TCAD 시뮬레이션을 통해 기존 구조와 제안한 구조의 정적 특성을 비교, 분석하였다. 제안한 SC-SJ UMOSFET은 기존 구조에 비해 항복전압의 변화 없이 50% 감소된 온저항을 얻을 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2021

본 논문에서는 고전압, 고전류 동작에 적합한 4H-SiC UMOSFET에 대해서 연구하였다. 일반적으로 SiO2는 SiC MOSFET에서 gate dielectric으로 가장 많이 사용되는 물질이다. 하지만 4H-SiC보다 유전 상수 값이 2.5배 낮아서 높은 전계를 갖게 되므로 SiO2/SiC 접합 부분에서 열악한 특성을 갖는다. 따라서 high-k 물질을 gate dielectric으로 적용한 소자를 SiO2를 적용한 소자와 TCAD 시뮬레이션을 통해 전기적 특성을 비교하였다. 그 결과 BV 감소, VTH 감소, gm 증가, Ron 감소를 확인하였다. 특히 온도가 300K일 때, Al2O3와 HfO2의 Ron은 66.29%, 69.49%가 감소하였으며 600K일 때도 39.71%, 49.88%가 감소하였다. 따라서 Al2O3와 HfO2가 고전압 SiC MOSFET의 gate dielectric 물질로써 적합함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.7-12
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• 2004

탄화규소 전력반도체 소자는 실리콘 전력반도체 소자에 비해 우수한 물질특성을 갖고 있어 성능 측면에서 뿐 만 아니라 전력변환장비의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 반도체 소자이다. 특히 unipolar 계열의 소자에서 괄목할 만한 특성을 보이고 있다. 현재 쇼트키 장벽 다이오드의 경우 5kV급, UMOSFET의 경우 3kV급의 소자까지 보고되고 있으며 반도체 물질 중에서 가장 활발히 연구가 진행되고 있는 분야 중의 하나이다. 단결정성장 분야에서도 3인치 급이 상용화 되었으며 4인치 크기의 웨이퍼의 상용화가 조만간 실현될 것으로 기대되고 있다. 이러한 기술적 발전을 토대로 600V, 1200V급 쇼트키 다이오드가 PFC boost 용으로 시판되고 있으나 아직은 다른 반도체 소자에 비해 미미한 실정이다. 현재에는 $250^{\circ}C$까지의 온도영역에서 실리콘 SOI(Silicon on Insulator) 소자가 주로 사용되고 있다. 그러나 $300^{\circ}C$를 넘는 온도 영역에서는 실리콘으로는 한계가 있고, 특히 SOI는 전력소자에 적용하기는 한계가 있어 주로 저전력 고온소자가 필요한 부분에 적용이 되고 있다. 따라서 전력용에 적합한 고온소자로 탄화규소 소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 추세로 보아 $200-300^{\circ}C$ 영역의 응용분야에서는 SOI와 탄화규소가 함께 적용될 것으로 예상되며, $300^{\circ}C$를 넘는 온도영역에서는 탄화규소 소자의 우월적 지위가 예상된다. 이러한 이유로 탄화규소 반도체소자의 응용 분야는 크게 확대될 것으로 예상되며 국가적 차원의 지원 및 육성이 요구되는 분야 중의 하나이다.t로 사용한 소자보다 발광 소광 현상이 적게 일어난 것에 기인하였다고 생각된다. 두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기