지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조중열
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (3)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
에피층(Epitaxial layer)의 성장 없이 on-axis를 가지는 탄화규소 반절연 기판만을 사용한 수평형 탄화규소 전력소자에 관해 연구하였다.
소자의 제작에 앞서 반절연 기판이 이온주입 공정에 미치는 영향을 확인하기 위해 반절연 기판을 사용하여 이온주입 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 또한 현재 상용화되어 있는 반절연 기판 중에서 소자의 제작에 적합한 반절연 기판의 선택을 위해 HPSI (High Purity Semi-Insulating) 및 VDSI (Vanadium Doped Semi-Insulating) 기판을 이용해 에피층 없이 수평형 p-i-n 다이오드를 설계 및 제작하고 전기적 특성을 분석하였다.
상기와 같은 이온주입 실험과 수평형 p-i-n 다이오드 제작 및 분석 결과를 바탕으로 HPSI 기판을 사용하여 반절연 기판만을 사용한 수평형 탄화규소 MOSFET를 설계 및 제작하고 전기적 특성을 분석하였다. 설계 및 제작된 수평형 탄화규소 MOSFET의 경우 반절연 기판만을 사용하였기 때문에 p-base 영역과 n+ drain 영역 사이에 이온주입을 통해 형성되는 CPL (Current Path Layer)을 드리프트(Drift) 영역으로 채용함으로써 기존 MOSFET에서의 드리프트 층을 대체하였다.
제작된 수평형 탄화규소 MOSFET의 경우 on-axis 반절연 기판의 사용과 CPL 영역 변수의 최적화를 통해 p-base에서 n+ drain까지의 거리 LCPL = 20 ㎛인 경우에 1093 V의 항복전압과 89.8 mΩ·㎠의 온-저항(Specific on-resistance)를 나타내었다. 또한 실험을 통해 추출된 채널 이동도(Effective channel mobility)의 경우도 이동도 향상을 위한 특별한 기법의 적용이 없이 21.7 ㎠/V·s를 나타내었다. 일반적으로 전력용 반도체 소자의 성능 지표로 많이 사용되는 FoM (Figure-of-Merit, BV2/RON,SP)의 경우도 13.3 ㎿/㎠로 비교적 높은 값을 나타내었다.
소자의 제작에 앞서 반절연 기판이 이온주입 공정에 미치는 영향을 확인하기 위해 반절연 기판을 사용하여 이온주입 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 또한 현재 상용화되어 있는 반절연 기판 중에서 소자의 제작에 적합한 반절연 기판의 선택을 위해 HPSI (High Purity Semi-Insulating) 및 VDSI (Vanadium Doped Semi-Insulating) 기판을 이용해 에피층 없이 수평형 p-i-n 다이오드를 설계 및 제작하고 전기적 특성을 분석하였다.
상기와 같은 이온주입 실험과 수평형 p-i-n 다이오드 제작 및 분석 결과를 바탕으로 HPSI 기판을 사용하여 반절연 기판만을 사용한 수평형 탄화규소 MOSFET를 설계 및 제작하고 전기적 특성을 분석하였다. 설계 및 제작된 수평형 탄화규소 MOSFET의 경우 반절연 기판만을 사용하였기 때문에 p-base 영역과 n+ drain 영역 사이에 이온주입을 통해 형성되는 CPL (Current Path Layer)을 드리프트(Drift) 영역으로 채용함으로써 기존 MOSFET에서의 드리프트 층을 대체하였다.
제작된 수평형 탄화규소 MOSFET의 경우 on-axis 반절연 기판의 사용과 CPL 영역 변수의 최적화를 통해 p-base에서 n+ drain까지의 거리 LCPL = 20 ㎛인 경우에 1093 V의 항복전압과 89.8 mΩ·㎠의 온-저항(Specific on-resistance)를 나타내었다. 또한 실험을 통해 추출된 채널 이동도(Effective channel mobility)의 경우도 이동도 향상을 위한 특별한 기법의 적용이 없이 21.7 ㎠/V·s를 나타내었다. 일반적으로 전력용 반도체 소자의 성능 지표로 많이 사용되는 FoM (Figure-of-Merit, BV2/RON,SP)의 경우도 13.3 ㎿/㎠로 비교적 높은 값을 나타내었다.
목차
제1장 서론 ················································································ 1제1절 연구의 배경 및 연구 방향 ··········································· 1제2절 논문의 구성 ··································································· 9제2장 반절연 기판을 이용한 고농도 ····································10이온주입 연구제1절 시뮬레이션을 이용한 이온주입 조건 설정 ·············· 111. SRIM 시뮬레이션을 이용한 이온주입 조건 설계 ········· 112. ATHENA 시뮬레이션을 이용한 이온주입 조건 설계 ··· 143. Wafer 온도 변화에 따른 이온주입 조건 시뮬레이션 ··· 18제2절 고농도 이온주입 실험 및 결과 ·································· 231. SIMS 분석을 이용한 시뮬레이션 결과와 실험 결과 비교분석 ························································································ 23제3절 반절연 탄화규소 기판에서의 활성화율 ···················· 31제3장 반절연 기판을 이용한 수평형 다이오드 ·················· 36제1절 수평형 탄화규소 다이오드 설계 및시뮬레이션 ······································································· 371. 수평형 탄화규소 p-i-n 다이오드 설계 ···························· 372. 시뮬레이션 결과 ································································· 43제2절 수평형 탄화규소 다이오드의 특성 분석 ··················· 491. 수평형 탄화규소 p-i-n 다이오드 제작 ···························· 492. 실험 결과 및 분석 ······························································· 51제4장 반절연 기판을 이용한 4H 탄화규소수평형 MOSFET ······································································ 61제1절 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 구조 및동작 원리 ········································································· 631. 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 구조 및 동작 원리 ········ 632. 4H 탄화규소 수평형 MOSFET의 개발 동향 ··················· 68제2절 4H 탄화규소 수평형 MOSFET의 설계 및시뮬레이션을 통한 특성 분석 ····································· 781. 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 설계 ································ 782. 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 시뮬레이션 및 분석 ····· 80제3절 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 제작 및분석 ··················································································· 921. 4H 탄화규소 수평형 MOSFET 제작 ······························· 922. 순방향 및 역방향 측정 결과 및 분석 ······························ 97제5장 결론 ············································································· 109참고문헌 ················································································· 112부록 ························································································· 122Abstract ·················································································· 144
최근 본 자료
댓글(0)
0