[논문]깊은 준위 결함에 의한 SiC SBD 전기적 특성에 대한 영향 분석

이건희; 변동욱; 신명철; 구상모

doi:10.7471/ikeee.2022.26.1.50

깊은 준위 결함에 의한 SiC SBD 전기적 특성에 대한 영향 분석
The effect of deep level defects in SiC on the electrical characteristics of Schottky barrier diode structures 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.26 no.1, 2022년, pp.50 - 55

이건희 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University) , 변동욱 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University) , 신명철 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University) , 구상모 (Dept. of Electronic materials Engineering, Kwangwoon University)

초록
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SiC는 차세대 전력반도체의 핵심 재료로 넓은 밴드갭과 높은 절연파괴강도, 열전도율을 가지고 있지만 deep level defect와 같은 다양한 문제를 야기하는 결함이 존재한다. SiC에서 나타나는 defect는 물성에서 나타나는 defect와 계면에서 나타나는 interface trap 2가지로 나뉜다. 본 논문은 상온 (300 K)에서 보고되는 Z_1/2 trap concentration 0 ~ 9×10¹⁴ cm^-3을 SiC substrate와 epi layer에 적용하여 turn-on 특성을 알아보고자 한다. 전류밀도와 SRH(Shockley-Read-Hall), Auger recombination을 통해 구조 내 재 결합률을 확인하였다. trap concentration이 증가할수록 turn-on시 전류밀도와 재 결합률은 감소하며 Ron은 0.004에서 0.022 mΩ으로 약 550% 증가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

SiC is a power semiconductor with a wide bandgap, high insulation failure strength, and thermal conductivity, but many deep-level defects. Defects that appear in SiC can be divided into two categories, defects that appear in physical properties and interface traps that appear at interfaces. In this paper, Z1/2 trap concentration 0 ~ 9×1014 cm-3 reported at room temperature (300 K) is applied to SiC substrates and epi layer to investigate turn-on characteristics. As the trap concentration increased, the current density, Shockley-read-Hall (SRH), and Auger recombination decreased, and Ron increased by about 550% from 0.004 to 0.022 mohm.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. SBD Structure used for simulation. 그림 1. 시뮬레이션에 사용한 SBD 구조
표 Table 1. SBD Structure Parameter. 표 1. SBD 구조 파라미터
표 Table 2. Z_1/2 Trap parameter. 표 2. Z_1/2 Trap 파라미터
그림 Fig. 2. Current density to cross-section for (a) non-trap SBD, (b) Z_1/2 trap concentration 9×10¹⁴ cm^-3 SBD structure. 그림 2. (a) non-trap SBD와 (b) Z_1/2 trap concentration 9×10¹⁴ cm^-3 SBD 구조의 전류밀도
그림 Fig. 3. I-V characteristics on (a) linear and (b) semi-log plot for trap concentration. 그림 3. Trap concentration에 따른 I-V (a) 리니어, (b) 로그 특성
그림 Fig. 4. R_on characteristics on semi-log plot for trap concentration. 그림 4. Trap concentration에 따른 R_on 로그 특성
그림 Fig. 5. The trap concentration cross-section of SRH recombination rate. 그림 5. Trap concentration에 의한 쇼클리-리드-홀 재결합 비율 단면
그림 Fig. 6. The trap concentration cross-section of Auger recombination rate. 그림 6. Trap concentration에 의한 오제 재결합 비율 단면

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