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손명식,Son, Myung-Sik 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.6
본 논문은 InP 식각정지층을 갖는 MHEMT 소자의 항복전압을 증가시키기 위한 시뮬레이션 설계 논문이다. MHEMT 소자의 게이트 리세스 구조 및 채널 구조를 변경하여 시뮬레이션을 수행하였고 비교 분석하였다. MHEMT 소자의 드레인 측만을 완전히 제거한 비대칭 게이트 리세스 구조인 경우 $I_{dss}$ 전류가 90 mA에서 60 mA로 줄어들지만 항복 전압은 2 V에서 4 V로 증가함을 확인하였다. 이는 $Si_3N_4$ 보호층과 InAlAs 장벽층 사이의 계면에서 형성되는 전자-포획 음의 고정전하로 인해 채널층에서의 전자 공핍이 심화되어 나타나는 현상으로 이는 채널층의 전류를 감소시켜 충돌이온화를 적게 형성시켜 항복전압을 증가시킨다. 또한, 동일한 구조의 비대칭 게이트 리세스 구조에서 채널층을 InGaAs/InP 복합 채널로 바꾸어 설계한 구조에서는 항복전압이 5 V로 증가하였다. 이는 높은 드레인 전압에서 InP 층의 적은 충돌이온화와 이동도로 인해 전류가 더 감소했기 때문이다. This paper is for the simulation design to enhance the breakdown voltage of MHEMTs with an InP-etchstop layer. Gate-recess and channel structures has been simulated and analyzed for the breakdown of the MHEMT devices. The fully removed recess structure at the drain side of MHEMT shows that the breakdown voltage enhances from 2 V to almost 4 V as the saturation current at gate voltage of 0 V is reduced from 90 mA to 60 mA at drain voltage of 2 V. This is because the electron-captured negatively fixed charges at the drain-side interface between the InAlAs barrier and the $Si_3N_4$ passivation layers deplete the InGaAs channel layer more and thus decreases the electron current passing the channel layer and thus the impact ionization in the channel become smaller. In addition, the replaced InGaAs/InP composite channel with the same thickness in the same asymmetrically recessed structure increases the breakdown voltage to 5 V due to the smaller impact ionization and mobility of the InP layer at high drain voltage.
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실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드에서 역방향 항복전압의 개선을 위한 구조 설계
이용재,정희종 동의대학교 산업기술개발연구소 2006 産業技術硏究誌 Vol.20 No.-
초고내압의 소자제작을 위해서 기존의 실리콘 재질 대신에 물질은 탄화규소(4H-SiC)이며, 기판은 에피층의 두께 12㎛, 농도 5×10^(15)cm^(-3)의 드리프트 층의 웨이퍼이다. 탄화규소( 4H-SiC) 기판에 접합 장벽 쇼트키 다이오드를 설계 제작하였다. 역방향 항복전압 특성을 개선시키기 위해서, 구조적으로 쇼트키 활성영역 내에 보호테의 폭 3㎛를 갖는 P^(+)형 영역을 설계하였으며, 공정은 이온주입 공정을 통해 알루미늄을 확산 형성하였다. 설계 및 제작한 소자의 온-상태 전압이 1.26V, 온-상태 저항은 45㏁/㎠이며, 개선된 역방향 항복전압은 1,260V의 최대값이며, 이 항복 전압의 역방향 누설전류 밀도는 2.26×10^(-5)A/㎠으로 비교적 낮은값으로 항복전압과 누설전류 밀도의 개선이 이루어졌다.
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포아송 방정식의 해를 이용한 NPN BJT의 베이스- 컬렉터간 역방향 항복전압 추출 알고리즘
이은구,김태한,김철성 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.40 No.6
집적회로용 NPN BJT의 베이스-컬렉터간 역방향 항복전압 추출 알고리즘을 제시한다. 모의실험 시간을 최소화할 수 있는 3차원 메쉬 생성 방법을 제시하고 포아송 방정식의 해를 이용하여 역방향 항복전압을 구하는 방법을 제시한다. 제시된 방법의 타당성을 검증하기 위해 20V 공정과 30V 공정을 기반으로 제작된 집적회로용 NPN BJT의 베이스-컬렉터간 역방향 항복전압을 실측치와 비교한 결과 20V 공정을 이용한 NPN BJT는 8.0%의 평균상대오차를 보였으며 30V 공정을 이용한 NPN BJT는 4.3%의 평균 상대오차를 보였다. The algorithm for calculating the base-collector breakdown voltage of NPN BJT for integrated circuits is proposed. The method of three-dimensional mesh generation to minimize the time required for device simulation is presented and the method for calculating the breakdown voltage using solutions of the Poisson´s equation is presented. To verify the proposed method, the breakdown voltage between base and collector of NPN BJT using 20V process and 30V process is compared with the measured data. The breakdown voltage from the proposed method of NPN BJT using 20V process shows an averaged relative error of 8.0% compared with the measured data and the breakdown voltage of NPN BJT using 30V process shows an averaged relative error of 4.3% compared with the measured data.
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SOI LDMOS에서 선형 Field Plate 의 항복전압 특성에 관한 연구
배동건 거제전문대학 1997 論文集 Vol.5 No.-
An SOI LDMOS(Silicon-On-Insulator Laterally Double diffused MOS) with tapered field plate which has more superior breakdown characteristics in comparison with conventional SOI LDMOS with stepped field plate is proposed. Comparing two structures using 2-D simulator, MEDICI, the proposed structure shows that the surface electric field can be decreased more effectively and has wider range of drift region thickness and of field plate length. The two structures are fabricated and compared in terms of breakdown characteristics. The enhanced breakdown voltage of LDMOS with tapered field plate is verified by 143V of breakdown voltage in excess of 74%.
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음영효과를 고려한 a-Si PV모듈의 출력 변화 및 최적 설계조건에 관한 연구
신준오(Shin Jun-Oh),정태희(Jung Tae-Hee),김태범(Kim Tae-Bum),강기환(Kang Ki-Hwan),안형근(Ahn Hyung-Keun),한득영(Han Deuk-Young) 한국태양에너지학회 2010 한국태양에너지학회 논문집 Vol.30 No.6
a-Si solar cell has relatively dominant drift current when compared with crystalline solar cell due to the high internal electric field. Such drift current make an impact on the PV module in thel ocal shading. In this paper, the a-Si PV module output characteristics of shading effects was approached in terms of process condition, because of the different deposition layer of thin film lead to rising the resistance. We suggested design condition to ensure the long-term durability of the module with regard to the degradation factors such as hot spot by analyzing the module specification. The result shows a remarkable difference on moduleuniformity for each shading position. Inaddition, the unbalanced power loss due to power mismatch of each module could intensify the degradation
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고전압 응용을 위한 4H-SiC Schottky Barrier Diode의 제작 및 특성
금병훈,강수창,박종대,신무환 명지대학교 대학원 1998 대학원논문집 Vol.2 No.-
This paper discusses about the processing and characterization of the high breakdown voltage 4H-SiC Schottky Barrier Diode. Two types of the devices were fabricated one was fabricated using the passivation layer and the other was fabricated without the passivation. In case of the device with passivation layer, breakdown voltages were in the range 120 V to 300 V, which is quite higher compare to the devices fabaricated from Si or GaAs. However, this value is lower than the theoretically predicted value. The reverse leakage current of the devices was quite low which is less than 10^7 Amp at the reverse bias voltage of 220 V.
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이명진(Myoung Jin Lee) 한국디지털콘텐츠학회 2017 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.18 No.6
The IGBT structure developed in this paper is used as a high power switch semiconductor for DC transmission and distribution and it is expected that it will be used as an important electronic device for new and long distance DC transmission in the future by securing fast switching speed and improved breakdown voltage characteristic. As a new type of next generation power semiconductors, it is designed to improve the switching speed while at the same time improving the breakdown voltage characteristics, reducing power loss characteristics, and achieving high current density advantages at the same time. These improved properties were obtained by further introducing SiO2 into the N-drift region of the Planar IGBT and were compared and analyzed using the Sentaurus TCAD simulation tool.
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