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[국내논문] 온도에 따른 4H-SiC에 기반한 SBD, PiN 특성 비교
Temperature-Dependent Characteristics of SBD and PiN Diodes in 4H-SiC 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.31 no.6, 2018년, pp.362 - 366  

서지호 (광운대학교 전자재료공학과) ,  조슬기 (광운대학교 전자재료공학과) ,  이영재 (광운대학교 전자재료공학과) ,  안재인 (광운대학교 전자재료공학과) ,  민성지 (광운대학교 전자재료공학과) ,  이대석 (광운대학교 전자재료공학과) ,  구상모 (광운대학교 전자재료공학과) ,  오종민 (광운대학교 전자재료공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Silicon carbide is widely used in power semiconductor devices owing to its high energy gap. In particular, Schottky barrier diode (SBD) and PiN diodes fabricated on 4H-SiC wafers are being applied to various fields such as power devices. The characteristics of SBD and PiN diodes can be extracted fro...

주제어

#Sillicon caribide   #Power devices   #PiN   #SBD   #Barrier height   #Ideality factor  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 4H-SiC 위에 증착하여 만든 전력 반도체 소자 ‘SBD’와 ‘PiN’ 특성을 비교 분석했다.

가설 설정

  • 두 종류 다이오드들의 순방향 바이어스 특성들은 역시 다를 것이다. 어떠한 주어진 전류를 얻기 위하여 순방향으로 공급되는 바이어스는 PiN보다 SBD가 낮다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속-반도체 접점은 어떤 소자에 많이 적용되는 구조인가? 금속-반도체 접점은 전계 효과 트랜지스터(MESFET)의 게이트 전극, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)의 source 및 drain contact, high voltage impact ionization을 이용한 전극과 같은 많은 소자에 적용이 되는 구조이다 [5].
4H-SiC 위에 증착한 전력 반도체 소자 'SBD'와 "PiN"의 특성을 비교 분석한 결과 온도에 따라 전압이 어떻게 변하는가? 37 eV으로 증가함을 확인하였으며, 온도가 증가함에 따라 문턱전압은 낮아지며, SBD의 ideality factor는 ‘1’에 점점 가까워진다. 즉 온도가 증가함에 따라 SBD와 PiN diode의 barrier height은 커지고 turn-on voltage는 낮아지는 결론을 도출하였다.
전력 소자는 어느 분야에서 사용되고 있는가? 위에 언급된 이점을 기초하여, SiC를 이용한 전력 소자는 반도체 산업에서 많은 잠재력을 가지고 있다. 전력 소자는 신재생 에너지 시장, 스마트 그리드, 스마트 주택, 운송 전기, 하이브리드 전기 자동차(EV/HEV) 및기타 신흥 산업 및 의료 응용 분야 로 계속 확장되고 있으며, 엔지니어는 SiC 같은 WBG (wide bandgap) 물질을 이용한 전력 소자에 많은 관심이 있다. 4H-SiC에 의한 높은 전력 소자는 전력 반도체 산업에서 괄목할 만한 잠재력을 가지고 있다.
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참고문헌 (7)

  1. T. Kimoto and J. A. Cooper, Fundamentals of Silicon Carbide Technology (John Wiley & Sons, Singapore, 2014) p. 1-6. 

  2. B. J. Baliga, Silicon Carbide Power Devices (World Scientific Publishing Co., Pvt. Ltd. Singapore, 2005) p. 16. 

  3. K. M Geib, C. Wilson, R. G. Long, and C. W. Wilmsen, J. Appl. Phys., 68, 2796 (1990). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.346457] 

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  4. R. J. Trew, Phys. Status Solidi A, 162, 409 (1997). [DOI: https://doi.org/10.1002/1521-396X(199707)162:1%3C409::AIDPSSA409%3E3.0.CO;2-O] 

    상세보기 crossref

  5. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed. (Wiley, New York, 1981) p. 375. 

  6. J. Millan, P. Godignon, and D. Tournier, Proc. 2004 24th International Conference on Microelectronics (IEEE Cat. No.04TH8716) (IEEE, Nis, Serbia, 2004) p. 23. 

  7. H. Lendenmann, F. Dahlquist, N. Johansson, R. Soderholm, P. A. Nilsson, J. P. Bergman, and P. Skytt, Mater. Sci. Forum, 353, 727 (2001). [DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.353-356.727] 

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