[논문]4H-SiC Recessed-gate MESFET의 DC특성 모델링 연구

박승욱; 강수창; 박재영; 신무환

4H-SiC Recessed-gate MESFET의 DC특성 모델링 연구
Study on DC Analysis of 4H-SiC Recessed-Gate MESFETs using modeling tools 원문보기

박승욱 (명지대학교 세라믹 공학과) , 강수창 (명지대학교 세라믹 공학과) , 박재영 (명지대학교 세라믹 공학과) , 신무환 (명지대학교 세라믹 공학과)

In this paper, the current-voltage characteristics of a 4H-SiC MESFET is simulated by using the Atlas Simulation tool. we are able to use the simulator to extract more information about the new material 4H-SiC, including the mobility, velocity-field Curve and the Schottky barrier height. We have enabled and used the new simulator to investigate breakdown Voltage and thus predict operation limitiations of 4H-SiC device. Modeling results indicate that the Breakdown Voltage is 197 V and Current is 100 mA

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

문제 정의

본 연구는 4H-SiC의 물리적 변수 추출을 통하여 MESFET 소자 제작 시 추정되는 정확한 전류 전압 특성을 예측하는 모델링 확보를 목적으로 하였으며 각각의 수행 변수 등을 기반으로 이동도 모델 및 wafer 상에 존재하는 결함이 소자 상에서 이끄는 trap 및 incomplete ionization 등의 영향에 대하여 분석하였다.
191 eV 정도라고 밝혀져 있다⑶. 본 연구에서는 소자의 결함에 의한 incomplete ionization 을 고려하여 Ming wei의실험 결과와 비교하였다.[1] 모델링 결과와 실제 실험 결과는 그림 3에서 보는 것과 같이 매우 잘 일치하였고, Vt 역시 Ming wei의 실험 결과와 같은 Vt=~11 V정도로확인되었으며 Vg=0 V일 때 약 Id=100 mA 로 나타났다.

제안 방법

하지만 전류 전압 특성에 영향을 미치는 것은 물리학적 특성뿐만 아니라 Wafer 상에 존재하는 결함및 표면에서 형성되는 trap 등에 의해서도 소자의특성은 좌우된다, 이러한 특성에 대한 모델링을 위하여 trap 및 incomplete ionization에 의한 deep donor (Ed) 와 acceptor (Ea) 준위를 모델링 상에 적용하였다. deep donor (Ed)와 acceptor (Ea) 준위는 상온뿐만 아니라 고온에서도 incomplete ionization 을 유도하며 식 (5), (6) 과 같이 나타난다.

이론/모형

이와 같은 모델을 바탕으로 소자의 한계를 결정하는 항복 전압 특성을 분석하기 위하여 MESFET소자의 항복기구인 애벌랜치 항복을 고려하였으며모델로는 selberherr 모델의 impact ioinization 변수를 이용하였으며 사용된 모델의 식은 다음과 같다.
저 전계 이동도 모델로는 Caughey-Thomas model과 fixed 이동도 모델을 사용하였고 고 전계 이동도 모델로는 field dependent 이동도 모델을 사용하여 소자의 전류 전압 특성을 분석하였다.

성능/효과

SiC 소자의 제작을 위한 wafer 상에 존재하는결함은 trap이나 incomplete ionization# 이끌어전류 전압 특성에 영향을 준다는 가정하에 모델링한 결과를 Ming wei실험과 비교한 결과 knee 전압 5 V , Vt 전압 -11 V 및 전류-전압 특성 (屁 = 100 mA) 로 매우 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다[U. 이를 통하여 SiC에 존재하는 결함이 소자의 전류 전압 특성에 매우 큰 영향을 일으키며 모델링 시 이러한 결함 등을 고려하는 것이 매우 중요한 변수임을 입증하였다.
본 연구에서는 소자의 결함에 의한 incomplete ionization 을 고려하여 Ming wei의실험 결과와 비교하였다.[1] 모델링 결과와 실제 실험 결과는 그림 3에서 보는 것과 같이 매우 잘 일치하였고, Vt 역시 Ming wei의 실험 결과와 같은 Vt=~11 V정도로확인되었으며 Vg=0 V일 때 약 Id=100 mA 로 나타났다.
fixed 이동도 모델에 비해 Caughey -Thomas model을 사용하였을 때 더욱 잘 일치하는 것은 도핑에 의한 산란이 매우 정확하게 예측되었으며 채널 층위의 cap-layer 층에서의 이동도 와 버퍼와 채널 사이에서의 보상 층에서의 도핑 변화를 Caughey-Thomas mod包을 사용함으로써 정확한 이동 도가 모델링 상에 대입되었고 결함 등에 의한 기생 저항 성분 등이 잘 고려 된 결과이다.
그러므로 SiC Wafer 상에서 존재하는 이러한 결함 등이 소자 내에서 Trap으로 작용하거나 incomplete ionization을 이끌어 결함이 없는 완벽한 wafer로가정하여 모델링 하는 것보다 어느 정도의 trap이나 incomplete ionization을 고려하여 소자 특성을모델링 하는 것이 그림 2에서 본 것과 같이 소자의 전류-전압 특성에 보다 잘 부합하는 것을 볼수 있었다
본 연구에서는 고출력 고주파 4H-SiC MESFET 제작을 위한 예측성 및 재현성 있는 소자 모델링을 확보하기 위하여 소자의 전류 전압 특성을 이동도 모델 변화와 trap 및 incomplete ionization등을 고려한 모델을 적용하여 모델링 하였다' 모델링을 위한 이동도 모델 적용 결과 fixed 이동도 모델을 이용하는 것보다 Caughey-Thomas model을적용하는 것이 실제 소자와 knee 전압 및 屁 특성에 대해 더욱 잘 부합되는 것을 확인할 수 있었다. SiC 소자의 제작을 위한 wafer 상에 존재하는결함은 trap이나 incomplete ionization# 이끌어전류 전압 특성에 영향을 준다는 가정하에 모델링한 결과를 Ming wei실험과 비교한 결과 knee 전압 5 V , Vt 전압 -11 V 및 전류-전압 특성 (屁 = 100 mA) 로 매우 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다[U.
SiC 소자의 제작을 위한 wafer 상에 존재하는결함은 trap이나 incomplete ionization# 이끌어전류 전압 특성에 영향을 준다는 가정하에 모델링한 결과를 Ming wei실험과 비교한 결과 knee 전압 5 V , Vt 전압 -11 V 및 전류-전압 특성 (屁 = 100 mA) 로 매우 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다[U. 이를 통하여 SiC에 존재하는 결함이 소자의 전류 전압 특성에 매우 큰 영향을 일으키며 모델링 시 이러한 결함 등을 고려하는 것이 매우 중요한 변수임을 입증하였다. 본 모델링을 통하여 추출된 변수 및 모델 등은 4H-SiC 소자의 특성 분석등에 매우 유용하게 사용될 것을 기대된다.
이 중 Caughey-Thomas model과 Trap을 적용하여 모델링 하여 모델링 한 결과와 Caughey-Thomas model와 incomplete ionization을 적용하여 모델링 한결 과에서. 전류 전압 곡선이 실험 결과와 매우 잘 일치하는 것을 확인 할 수 있었다.

후속연구

이를 통하여 SiC에 존재하는 결함이 소자의 전류 전압 특성에 매우 큰 영향을 일으키며 모델링 시 이러한 결함 등을 고려하는 것이 매우 중요한 변수임을 입증하였다. 본 모델링을 통하여 추출된 변수 및 모델 등은 4H-SiC 소자의 특성 분석등에 매우 유용하게 사용될 것을 기대된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

4H-SiC Recessed-gate MESFET의 DC특성 모델링 연구
Study on DC Analysis of 4H-SiC Recessed-Gate MESFETs using modeling tools 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

4H-SiC Recessed-gate MESFET의 DC특성 모델링 연구 Study on DC Analysis of 4H-SiC Recessed-Gate MESFETs using modeling tools 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

4H-SiC Recessed-gate MESFET의 DC특성 모델링 연구
Study on DC Analysis of 4H-SiC Recessed-Gate MESFETs using modeling tools 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper