• Journal of IKEEE
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• v.22 no.1
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• pp.180-184
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• 2018

Gallium oxide ($Ga_2O_3$) and silicon carbide (SiC) are the material with the wide band gap ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV). These electronic properties allow high blocking voltage. In this work, we investigated the characteristic of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical depletion-mode metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. We demonstrated that the blocking voltage and on-resistance of vertical DMOSFET is dependent with structure. The structure of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical DMOSFET was designed by using a 2-dimensional device simulation (ATLAS, Silvaco Inc.). As a result, 4H-SiC and $Ga_2O_3$ vertical DMOSFET have similar blocking voltage ($Ga_2O_3-1380V$, SiC-1420 V) and then when gate voltage is low, $Ga_2O_3-DMOSFET$ has lower on-resistance than 4H-SiC-DMOSFET, however, when gate voltage is high, 4H-SiC-DMOSFET has lower on-resistance than $Ga_2O_3-DMOSFET$. Therefore, we concluded that the material of power device should be considered by the gate voltage.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1406-1407
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• 2006

본 논문에서는 기존의 250V급 트렌치 전극형 파워 MOSFET을 구조적으로 개선하여, 600V 이상의 순방향 항복 전압을 갖는 파워 MOSFET을 설계 하였다. 본 논문에서 제안한 구조로 기존의 250V급 트렌치 전극형 파워 MOSFET에 비하여 더욱 높은 순방향 항복 전압을 얻었다. 또한, 기존의 LDMOS 구조로 500V 이상의 항복 전압을 얻기 위해서 $100{\mu}m$ 이상의 크기를 필요로 했던 반면에, 본 논문에서 제안한 소자의 크기(vertical 크기)는 $50{\mu}m$로서, 소자의 소형화 및 고효율화 측면에서 더욱 우수한 특성을 얻었다. 본 논문은 2-D 공정시뮬레이터 및 소자 시뮬레이터를 바탕으로, 트렌치 옥사이드의 두께 및 폭, 에피층의 두께 변화 등의 설계변수와 이온주입 도즈 및 열처리 시간에 따른 공정변수에 대한 시뮬레이션을 수행하여, 본 논문에서 제안한 구조가 타당함을 입증하였다.