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고전압 Non Punch Through IGBT 및 Field Stop IGBT 최적화 설계에 관한 연구
The Optimal Design of High Voltage Non Punch Through IGBT and Field Stop IGBT 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.30 no.4, 2017년, pp.214 - 217  

강이구 (극동대학교 태양광공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

An IGBT (insulated gate bipolar transistor) device has an excellent current-conducting capability. It has been widely employed as a switching device to use in power supplies, converters, solar inverters, and household appliances or the like, designed to handle high power. The aim with IGBT is to mee...

주제어

#IGBT   #Non punch through   #Filed stop   #Breakdown voltage   #On state voltage drop  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이렇듯 IGBT 소자의 효율을 높이기 위해 트레이드-오프 관계를 최적화시키고자 여러 가지 구조들이 나오고 있다. 본 논문에서는 공정 시뮬레이터인 T-CAD를 사용하여 NPT-IGBT (non punch through- IGBT) 그리고 필드 스톱 IGBT (field stop-IGBT)의 전기적인 특성을 분석하였다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IGBT 소자는 무엇인가? IGBT (insulated gate bipolar transistor) 소자는 전류전도 능력이 뛰어난 소자이며, 큰 전력을 처리하기 위해 설계된 스위칭 디바이스로서 전원 공급 장치, 변환기, 태양광 인버터, 가전제품 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 IGBT는 파워 반도체 소자인 만큼 항복 전압과 온상태 전압 강하, 스위칭 속도, 신뢰성의 이상적인 파워 반도체 소자의 요구사항을 목표로 하고 있다.
IGBT 소자의 목표 요구사항은 무엇인가? IGBT (insulated gate bipolar transistor) 소자는 전류전도 능력이 뛰어난 소자이며, 큰 전력을 처리하기 위해 설계된 스위칭 디바이스로서 전원 공급 장치, 변환기, 태양광 인버터, 가전제품 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 IGBT는 파워 반도체 소자인 만큼 항복 전압과 온상태 전압 강하, 스위칭 속도, 신뢰성의 이상적인 파워 반도체 소자의 요구사항을 목표로 하고 있다. 일반적으로 드리프트 영역의 농도를 낮추게 되면 항복 전압은 증가하지만 온 저항과 같은 기타 특성들이 감소하게 되므로 설계의 최적화 및 구조 변경을 통해 항복전압특성과 온 상태 전압강하  특성을 개선 시켜야 한다.
IGBT 소자 효율을 높이기 위해 무엇이 필요한가? 이러한 IGBT는 파워 반도체 소자인 만큼 항복 전압과 온상태 전압 강하, 스위칭 속도, 신뢰성의 이상적인 파워 반도체 소자의 요구사항을 목표로 하고 있다. 일반적으로 드리프트 영역의 농도를 낮추게 되면 항복 전압은 증가하지만 온 저항과 같은 기타 특성들이 감소하게 되므로 설계의 최적화 및 구조 변경을 통해 항복전압특성과 온 상태 전압강하  특성을 개선 시켜야 한다. 이렇듯 IGBT 소자의 효율을 높이기 위해 트레이드-오프 관계를 최적화시키고자 여러 가지 구조들이 나오고 있다.
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참고문헌 (6)

  1. E. G. Kang, D. S. Oh, D. W. Kim, D. J. Kim, and M. Y. Sung, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 15, 758 (2002). [DOI: http://dx.doi.org/10.4313/JKEM.2002.15.9.758] 

  2. J. I. Lee, S. M. Yang, Y. S. Bae, and M. Y. Sung, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 23, 190 (2010). [DOI: http://dx.doi.org/10.4313/JKEM.2010.23.3.190] 

  3. T. Laska, M. Munzer, F. Pfirsch, C. Schaeffer, and T. Schmidt, Proc. The 12th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (IEEE, Toulouse, France, 2000) p. 355. [DOI: https://doi.org/10.1109/ispsd.2000.856842] 

  4. B. S. Ahn, H. S. Chung, E. S. Jung, S. J. Kim, and E. G. Kang, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 25, 187 (2012). [DOI: http://dx.doi.org/10.4313/JKEM.2012.25.3.187] 

  5. J. S. Lee, E. G. Kang, and M. Y. Sung, Microelectron. J., 39, 57 (2008) [DOI: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2007.10.023] 

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  6. Y. S. Hang, E. S. Jung, and E. Y. Kang, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 25, 276 (2012). [DOI: http://dx.doi.org/10.4313/JKEM.2012.25.4.276] 

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