Fabrication and Analysis of 4H-SiC Schottky Barrier Diode Using the Double Field Plate Technique
- 주제(키워드) 도움말 4H-SiC , SBD , Edge Terminations , Field Plate
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김광수
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000058775
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
탄화규소(Silicon Carbide)는 와이드 밴드 갭 물질로써 실리콘(Si)에 비해 고전력, 고주파, 고온 소자용 반도체 물질로 각광받고 있다. 그 중 탄화규소 쇼트키 배리어 다이오드는 가장 간단하고 많이 사용되는 전력반도체 소자 구조로써 스위칭 속도가 매우 빠르고 낮은 온저항을 가지는 구조이다. 하지만 컨택 엣지에서의 전계집중으로 인해 항복전압이 낮다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 여러 가지 엣지 터미네이션 기술이 제안되고 있다. 본 논문에서는 적절한 항복전압을 갖기 위해 이중 필드 플레이트(Double Field Plate)를 제안하였다. 그리고 이를 이용하여 소자를 설계 및 제작하였다. 이중 필드 플레이트 구조는 길이와 두께가 서로 필드 플레이트를 겹쳐 올린 모양으로, 일반적인 필드 플레이트에 엣칭 프로세스를 추가함으로써 형성 시킬 수 있다. 이러한 이중 필드 플레이트 구조는 전체적인 전계 분포를 넓게 퍼트림으로써 더 높은 전압을 견딜 수 있다. 이렇게 제작한 구조는 기존 구조에 대해 활성 영역은 그대로 유지 되었으므로 순방향 전압 특징은 유지한 채 38% 향상된 항복전압을 얻었다.
more초록/요약
Silicon Carbide (SiC) has received significant attention over the past decade by a high-voltage, high-frequency and high thermal reliability device over Silicon(Si). Therefore, a SiC Schotkty Barrier Diode (SBD) is most used in low voltage switching and on-resistance power applications. However, electric field crowding at the contact edge induce the low breakdown and it limits the performance of SBDs. To overcome this problem, several edge termination techniques have been proposed. In this paper, to improve breakdown voltage of SiC SBDs double field plate structures is proposed. And this structure is designed, simulated, fabricated and characterized. Double field plate structure contain a overlapping the two field plate which has different length and thickness. And it can be formed by adding a common field plate etching process. This Double Field Plate structure can withstand a higher voltage by spread the overall electric field distribution widely. By using this structure, breakdown voltage can be improved 38% while maintaining forward characteristics. Because devices anode contact junction region is not changed.
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