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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이호준
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수16
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탄화규소(SiC)를 기반으로 한 전력반도체는 우수한 물성적 특성을 바탕으로 고성능, 고효율의 초고내압용 전력반도체로 각광받고 있다. 본 연구는 다양한 edge termination의 설계조건을 제안하며, 실험으로 유용성을 입증하는데 목적을 두었다. 전력소자의 edge termination으로 일반적으로 많이 사용되는 구조인 floating guard ring(FGR), single zone-junction termination extension(SZ-JTE)에 대한 설계 조건 및 효과를 분석하였으며, SZ-JTE의 문제점을 개선하기 위한 구조인 ring assisted-JTE(RA-JTE), multiple floating zone-JTE(MFZ-JTE) 구조의 효과 또한 확인하였다.
점진적으로 증가하는 링 간격을 갖는 FGR은 링 간격의 증가량을 작게 설계할수록 높은 항복전압 특성을 보였다. SZ-JTE는 3.5 × 1017 cm-3의 JTE 영역 도핑 농도에서 최대 항복전압을 확인하였으며, 도핑 농도가 3.5 × 1017 cm-3보다 낮거나 혹은 높은 경우 항복전압이 최대 항복전압 대비 60 % 수준으로 급격하게 감소하는 경향을 보였다. RA-JTE는 최대 항복전압을 얻은 도핑 농도인 3.5 × 1017 cm-3의 절반 수준인 2.0 × 1017 cm-3에서도 최대 항복전압 대비 92 % 항복전압을 얻었으며, MFZ-JTE는 5.0 × 1017 cm-3의 도핑 농도에서 최대 항복전압 대비 96 %의 항복전압을 얻어 추가적인 공정 없이 SZ-JTE보다 넓은 JTE 영역의 도핑 농도 허용 범위를 가지는 우수한 구조임을 입증하였다.
점진적으로 증가하는 링 간격을 갖는 FGR은 링 간격의 증가량을 작게 설계할수록 높은 항복전압 특성을 보였다. SZ-JTE는 3.5 × 1017 cm-3의 JTE 영역 도핑 농도에서 최대 항복전압을 확인하였으며, 도핑 농도가 3.5 × 1017 cm-3보다 낮거나 혹은 높은 경우 항복전압이 최대 항복전압 대비 60 % 수준으로 급격하게 감소하는 경향을 보였다. RA-JTE는 최대 항복전압을 얻은 도핑 농도인 3.5 × 1017 cm-3의 절반 수준인 2.0 × 1017 cm-3에서도 최대 항복전압 대비 92 % 항복전압을 얻었으며, MFZ-JTE는 5.0 × 1017 cm-3의 도핑 농도에서 최대 항복전압 대비 96 %의 항복전압을 얻어 추가적인 공정 없이 SZ-JTE보다 넓은 JTE 영역의 도핑 농도 허용 범위를 가지는 우수한 구조임을 입증하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 배경 지식 22.1 전력반도체 22.2 SiC 32.3 Ron.sp 52.4 BFOM 72.5 항복 메커니즘 92.5.1 제너 항복 92.5.2 애벌런치 항복 102.6 Edge termination 132.6.1 Floating guard ring 142.6.2 Single zone junction termination extension 152.6.3 Ring assisted junction termination extension 162.6.4 Multiple floating zone junction termination extension 17Ⅲ. 실험 과정 183.1 Test Element Group Edge Termination 제작 183.2 세정 공정 203.3 얼라이먼트 마크 공정 213.4 이온 주입 공정 223.4.1 이온 주입 마스크 223.4.2 이온 주입 시뮬레이션 233.5 이온 주입 활성화 공정 253.6 금속 박막 증착 공정 26Ⅳ. 시뮬레이션 및 실험 결과 274.1 시뮬레이션 274.2 FGR의 항복전압 특성 284.3 SZ-JTE의 항복전압 특성 304.4 RA-JTE의 항복전압 특성 334.5 MFZ-JTE의 항복전압 특성 35Ⅴ. 결 론 38참고문헌 40Abstract 42
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