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[국내논문] 500 V급 Unified Trench Gate Power MOSFET 공정 및 제작에 관한 연구
The Process and Fabrication of 500 V Unified Trench Gate Power MOSFET 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.26 no.10, 2013년, pp.720 - 725  

강이구 (극동대학교 태양광공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Power MOSFET operate voltage-driven devices, design to control the large power switching device for power supply, converter, motor control, etc. We have analyzed trench process, field limit ring process for fabrication of unified trench gate power MOSFET. And we have analyzed electrical characterist...

주제어

#Power device   #Breakdown voltage   #Deep trench   #Unified technology   #Low on resistance  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 표 1에서는 개별적인 gas chemistry에 따른 대표적인 trench profile의 실험 결과를 보였다. 본 결과는 각 gas chemistry 별로 별도의 실험을 거쳐 기본적인 규격을 만족하는 실험 결과를 정리한 것이다.
  • 본 논문에서는 500 V급 unified trench gate power MOSFET을 제작하기 위한 trench 공정, unified field limit ring 공정 및 일괄공정 후 제작된 시제품에 대해서 전기적인 특성 분석을 하였다. 소자를 제작하기 위해 가장 중요한 공정인 trench 공정에 있어서 과제의 목표 구조를 구현하기 위한 최적의 base chemistry는 SF6 base임을 알 수 있었다.
  • 본 논문에서는 웨이퍼 당 칩 수를 1.5배 늘일 수 있으며, 낮은 온 저항을 갖는 unified trench gate power MOSFET의 제작을 위해 trench 기술, junction termination 기술, trench 공정에 관련한 기술 등을 제시하였으며, 소자 제작을 위해 반도체 일괄 공정에 대한 연구 또한 제시하였다. 최종적으로는 최적의 unified trench gate power MOSFET을 제작하였으며, 전기적 특성을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고전압 Power MOSFET 소자의 단점은? 또한스위칭 특성이 우수하며 입력 임피던스가 크기 때문에 구동 회로를 단순화할 수 있는 장점이 있다. 하지만 고전압 power MOSFET의 경우 고전압 특성 향상을 위해 항복 전압을 증가시키려면 드리프트 영역의 비저항과 두께를 증가시켜야 하며 따라서 온-저항 특성이 항복전압의 증가에 따라 급격히 증가하는 문제가 있다. 이에 600 V급 기준으로 고전압 특성을 가지면서도 기존 planar power MOSFET 대비 낮은 온저항 특성을 가지는 unified trench power MOSFET 기술로의 전환이 이루어지고 있다 [3-5].
Power MOSFET 소자란? Power MOSFET 소자는 전압 구동 방식으로 동작하는 소자이며, 큰 전력을 처리하기 위해 설계된 스위칭 디바이스로서 전원 공급 장치, 변환기, 모터 제어기 등에 널리 사용된다 [1,2]. 산업용 모터 구동에 사용되는 power MOSFET은 동작 상태에서 낮은 온 저항은 전력 공급의 손실은 줄여줌으로 효율을 높이고 결과적으로 저전력 구현을 가능하게 한다.
산업용 모터 구동에 사용되는 power MOSFET이 저전력 구현을 가능하게 하는 이유는? Power MOSFET 소자는 전압 구동 방식으로 동작하는 소자이며, 큰 전력을 처리하기 위해 설계된 스위칭 디바이스로서 전원 공급 장치, 변환기, 모터 제어기 등에 널리 사용된다 [1,2]. 산업용 모터 구동에 사용되는 power MOSFET은 동작 상태에서 낮은 온 저항은 전력 공급의 손실은 줄여줌으로 효율을 높이고 결과적으로 저전력 구현을 가능하게 한다. 또한스위칭 특성이 우수하며 입력 임피던스가 크기 때문에 구동 회로를 단순화할 수 있는 장점이 있다.
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참고문헌 (7)

  1. E. G. Kang and M. Y. Sung, J. KIEEME, 15, 758 (2002). 

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  2. T. J. Nam, H. S. Chung, and E. G. Kang, J . KIEEME, 24, 713 (2011). 

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  3. Malvino, A. Paul, Bates, and J. David, Electronic Principles (McGraw-Hill College, 2006) 

  4. Gates and D. I. Earl, Introduction to Electronics 4/E Hardcover (Delmar, 2001) 

  5. S. S. Kyoung, J. H. Seo, Y. H. Kim, J. S. Lee, E. G. Kang, and M. Y. Sung, J . KIEEME, 22, 12 (2009). 

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  6. H. S. Lee, E. G. Kang, A. R. Shin, H. H. Shin, and M. Y. Sung, KIEE, 7 (2006). 

  7. W. H. Hayt, Jr. Engineer Ingelect Romagnetics-7/E (Mc Grawhill, 2005) 

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