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NTIS 바로가기전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.23 no.6, 2010년, pp.436 - 439
강민석 (광운대학교 전자재료공학과) , 문경숙 (경원대학교 수학정보학과) , 구상모 (광운대학교 전자재료공학과)
SiC power device possesses attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation. In general, device design has a significant effect on the switching characteristics. In this work, we report the effect of the interface states (
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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4H-SiC란? | 최근에 고온, 고출력 및 고주파를 위한 반도체 전력 소자의 요구가 급증함에 따라 전자회로의 중요 소자로 탄화규소(4H-SiC)에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 4H-SiC는 ~3.2 eV 정도의 높은 에너지 밴드 갭을 갖고 있으며 실리콘보다 절연파괴 강도가 약 10배 이상, 열전도도는 약 3배 정도 높아서 고전압 전력 소자로서 높은 열적 안정성과 열전도성을 가지는 차세대 재료이다. 이러한 전기적 특성을 전력 소자로서 사용할 경우 높은 항복전압, 빠른 스위칭 속도, 고온에서 동작할 수 있는 특징을 가진다. | |
4H-SiC의 전기적 특성을 전력 소자로 사용할 경우 나타나는 특징은? | 2 eV 정도의 높은 에너지 밴드 갭을 갖고 있으며 실리콘보다 절연파괴 강도가 약 10배 이상, 열전도도는 약 3배 정도 높아서 고전압 전력 소자로서 높은 열적 안정성과 열전도성을 가지는 차세대 재료이다. 이러한 전기적 특성을 전력 소자로서 사용할 경우 높은 항복전압, 빠른 스위칭 속도, 고온에서 동작할 수 있는 특징을 가진다. 이에 따라 여러 그룹에서 4H-SiC DMOSFETs 소자의 구조에 따른 전기적 특성의 최적화 연구를 진행 하고 있다. | |
4H-SiC DMOSFET 소자에서 계면 전하 밀도가 1 × 1011 C/cm2에서 1 × 1012 C/cm2로 증가하였을 때 스위칭 속도는 turn-on시 4 ns 향상하고, turn-off 동작 속도는 5 ns 향상한 이유는? | 계면 전하 밀도가 1 × 1011 C/cm2에서 1 × 1012 C/cm2로 증가하였을 때 스위칭 속도는 turn-on시 4 ns 향상하고, turn-off 동작 속도는 5 ns 향상하였다. 이는 소자의 정적인 특성이 계면 전하 밀도가 작아짐에 따라 gate oxide와 채널 영역에서의 SiC사이의 캐패시턴스와 온-저항이 감소함으로 인하여 τ가 감소한다고 판단된다. 따라서 계면 전하밀도의 변화는 채널 영역에서의 전류 밀도에 영향을 미치며, 소자의 스위칭 속도를 변화시킨다. 소자의 Gate 산화막의 계면 전하 밀도를 줄이는 방법은 스위칭 동작 속도를 향상시키는 것을 Mixed-mode를 사용한 시뮬레이션을 통하여 확인 할 수 있었다. |
T. Tamaki, G. G. Walden, Y. Sui, and J. A. Cooper,IEEE Trans. Eelctron. Devices 55, 1920 (2008).
S.-H. Ryu, A. Agarwal, J. Richmond, J. Palmour, N. Saks, and J. Williams, IEEE Eelctron. Device Lett.23, 321 (2002).
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