Side-Gate MOSFETs for the Suppression of Off-State Breakdown
- 주제어 (키워드) Side-Gate MOSFETs , High-voltage MOSFETs , MOSFET breakdown , impact ionization , off current; 측면 게이트 모스펫 , 고전압 모스펫 , 모스펫 항복현상 , 임팩트 이온화 현상 , 오프 전류
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김상완
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000076829
- UCI I804:11029-000000076829
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록
Side-Gate MOSFETs for the Suppression of Off-State Breakdown Side-Gate MOSFETs are proposed to address the issues associated with breakdown in High-voltage MOSFETs (HV MOSFETs). In addition to the conventional electric field mitigation effect achieved by the n-drift region, this novel design positions side gates near the drain and applies different voltages to each gate in the OFF state to progressively mitigate the electric field. Through this new structure, reduction in impact ionization in the drain direction is expected as a result of electric field mitigation. Consequently, this approach helps in suppressing the degradation effects caused by parasitic bipolar junction transistors (BJT), ultimately leading to an increase in the breakdown voltage.
more초록
오프 상태에서의 항복현상 억제를 위한 측면 게이트 모스펫 고전압 모스펫에서 발생하는 항복현상을 해결하기 위해 측면 게이트 모스펫을 배치한 새로운 구조의 고전압 트랜지스터를 제시하였다. 기존의 n-드리프트 영역에 의해 달성되는 전기장 해소 효과 외에도, 드레인 근처에 측면 게이트들을 배치하여 오프 상태에서 각 게이트에 다른 전압을 적용하여 점진적으로 채널 영역에서의 전기장을 완화하는 방식을 이용하였다. 이러한 측면 게이트를 배치한 새로운 구조를 통해 전기장 완화로 인한 드레인 방향의 임팩트 이온화 현상의 감소를 확인하였다. 따라서 해당 구조의 트랜지스터는 기생 양극성 접합 트랜지스터 (BJT)로 인한 모스펫 항복 효과 억제에 효과를 발휘하여 항복 전압의 증가의 이점을 가지고 있는 것을 확인하였다. 또한 측면 게이트에 인가한 전압의 크기에 따른 채널에서의 전기장 및 임팩트 이온화 현상의 변화 양상을 분석하였다.
more목차
Chapter 1. Introduction 1
1.1 MOSFET Breakdown Mechanism Caused by High Dain Voltage 1
1.2 Breakdown Suppression Mechanisms of Side-Gate MOSFETs 6
Chapter 2. Simulation Environment 8
2.1 Simulation Structure 8
2.2 Voltage Bias Scheme and Physics Models 12
Chapter 3. Results and Discussion 13
3.1 Impact Ionization Suppression in Side Gates MOSFETs 13
3.2 Off-State Output Characteristics of Side-Gate MOSFETs 21
3.3 Effects of the Oxide Length Between Side Gates 25
Chapter 4. Conclusions 30
References 31
