SiC UMOSFET 구조에 따른 온도 신뢰성 분석

이정연; 김광수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이정연 (Sogang University) 김광수 (Sogang University)

저널정보: 한국전기전자학회 전기전자학회논문지 전기전자학회논문지 제24권 제1호

발행연도: 2020.3

수록면: 284 - 292 (9page)

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SiC 기반 소자는 silicon 소자 대비 1200V 이상의 고전압 환경에서 우수하게 동작하며 특히 매우 높은 온도에서 안정적인 특성을 보여준다. 따라서 최근 1700V급 UMOSFET이 전기 자동차, 항공기 등의 전력시스템의 사용을 목표로 활발하게 연구개발 되고 있다. 본 논문에서는 최근 연구되고 있는 세 종류의 1700급 UMOSFET-Conventional UMOSFET (C-UMOSFET), Source Trench UMOSFET (ST-UMOSFET), Local Floating Superjunction UMOSFET (LFS-UMOSFET)-에 대해 온도변화(300K-600K)에 따른 전력소자에서 중요한 변수 (breakdown voltage(BV), on-resistance(Ron), threshold voltage(vth), transconductance(gm))의 신뢰성 특성을 비교 분석하였다. 세 소자 모두 온도 증가에 따른 BV 증가, Ron 증가, vth 감소, gm 감소를 확인하였다. 그러나 세 소자의 구조 차이에 따라 BV, Ron vth, gm 변화에 차이가 있어 그 정도 및 원인에 대해 비교 분석하였다. 모든 결과는 sentaurus TCAD을 통해 simulation 되었다.

#4H-SiC #Temperature variation effect #breakdown voltage #on-resistance #threshold voltage shift #transconductance

참고문헌 (16)

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K. Puschkarsky / 2019 / Review on SiC MOSFETs High-Voltage Device Reliability Focusing on threshold voltage Instability / IEEE Transactions on Electron Devices 66(11):4604~4616

H. Li / 2017 / Analysis of voltage variation in silicon carbide MOSFETs during turn-on and turn-off / Energies 10(10):1456

T. Aichinger / 2018 / Threshold voltage peculiarities and bias temperature instabilities of SiC MOSFETs / Microelectronics Reliability 80:68~78

B. Asllani / 2018 / VTH subthreshold hysteresis technology and temperature dependence in commercial 4H-SiC MOSFETs / Microelectronics Reliability 88:604~609

T. Funaki / 2007 / Power conversion with SiC devices at extremely high ambient temperatures / IEEE Transactions on Power electronics 22(4):1321~1329

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