고성능·초소형 SiC 트랜지스터 제조 기술 개발

반도체소자

고성능·초소형 SiC 트랜지스터 제조 기술 개발

기술분야

SiC 전력 반도체

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AI 요약

기존 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터는 높은 온저항과 낮은 항복 전압, 큰 소자 면적 등의 한계가 있었습니다. 본 발명은 게이트 구조물의 측면과 하부에 채널 영역을 형성하는 새로운 실리콘카바이드 트랜지스터 및 제조 방법을 제공합니다. 이를 통해 높은 전류 밀도와 낮은 온저항을 구현하며, 전계 분산으로 높은 항복 전압을 달성합니다. 또한, 컨택 영역 최적화로 칩 소형화 및 고속 스위칭 특성을 유지하여 차세대 고성능 전력 반도체 소자 개발에 기여합니다.

기본 정보

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기술명
실리콘카바이드 트랜지스터 및 이의 제조방법
기관명
서강대학교산학협력단
대표 연구자	공동연구자
김광수	-
출원번호	등록번호
1020200080787	1025315540000
권리구분	출원일
특허	2020.07.01
중요 키워드
SiC 전력 반도체트렌치 MOSFET실리콘카바이드 트랜지스터와이드밴드갭 반도체고전압 스위칭초소형 반도체DMOSFET 개선고속 스위칭 소자트랜지스터 제조방법항복전압 개선전류 밀도 향상반도체 소형화전계 분산저온저항채널 형성 기술반도체소자

기술완성도 (TRL)

기본원리 파악

기본개념 정립

기능 및 개념 검증

연구실 환경 테스트

유사환경 테스트

파일럿 현장 테스트

상용모델 개발

실제 환경 테스트

사업화 상용운영

기본원리 파악

기본개념 정립

기능 및 개념 검증

연구실 환경 테스트

유사환경 테스트

파일럿 현장 테스트

상용모델 개발

실제 환경 테스트

사업화 상용운영

기술 소개

매도/매수 절차

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연구자 미팅

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계약 및 기술료 입금

문의처

서강대학교

담당자서강대학교산학협력단

이메일tlo@sogang.ac.kr

연락처02-3274-4863

보유 기술

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기존 MOSFET 소자는 슈퍼 접합 구조의 한계로 인해 바디 다이오드의 역회복 특성이 저하되고 고주파 작동에 제약이 있었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 이종 접합 다이오드(HJD)를 적용한 혁신적인 MOSFET 소자 및 그 제조 방법을 제시합니다. 이 기술은 게이트 패턴 하부에 p-타입 폴리실리콘층과 n-타입 필라로 구성된 이종 접합 다이오드를 집적하여, 소자의 역회복 전하 및 역회복 시간을 획기적으로 감소시킵니다. 또한, p-타입 쉴딩 패턴을 형성하여 게이트 산화막에 가해지는 높은 전계를 방지함으로써 소자의 신뢰성을 크게 향상시킵니다. 본 기술은 고성능 전력 반도체 시장의 발전에 기여할 핵심 솔루션입니다.

HJD기술MOSFETSiC전력소자고주파스위칭바디다이오드개선

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본 발명은 고성능 MOSFET 소자 개발에 있어 스위칭 손실 및 누설 전류 개선의 필요성에 주목합니다. 기존 MOSFET 소자는 높은 스위칭 손실과 누설 전류로 인해 전력 효율 저하 문제가 있었습니다. 이에 본 기술은 P+ 폴리실리콘으로 구성된 분할 게이트와 분리된 쉴딩 패턴을 적용하여 이러한 문제점을 해결합니다. 특히, 이종 접합 바디 다이오드 동작을 통해 역방향 회복 전하를 최소화하고, 게이트 하부 쉴딩 패턴으로 절연 파괴 및 누설 전류를 크게 감소시켰습니다. 이를 통해 고전압 환경에서도 안정적으로 동작하며, 전력 손실을 획기적으로 줄이는 고효율 MOSFET 소자를 제공합니다. 본 기술은 차세대 전력 반도체 분야에 기여할 것입니다.

DMOSFETMOSFETP+ 폴리실리콘SiC 전력반도체게이트 트렌치

반도체소자

고성능·초소형 SiC 트랜지스터 제조 기술 개발

가격 협의

DMOSFET 개선SiC 전력 반도체고속 스위칭 소자고전압 스위칭반도체 소형화

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본 발명은 고전압 환경에서 기존 MOSFET의 신뢰성 및 성능 한계를 극복하는 혁신적인 MOSFET 소자 및 그 제조 방법을 제안합니다. 특히, 모스 채널 다이오드가 내장되고 소스 바이어스된 p+ 쉴딩 영역을 도입하여 소자 신뢰성을 획기적으로 향상시켰습니다. 이 기술은 모스 채널 게이트 하단의 산화막에 걸리는 전계를 낮춰 얇은 산화막 형성(예: 4~6nm)을 가능하게 하며, 3.3kV급 고전압에서도 뛰어난 신뢰성을 확보합니다. 결과적으로 다이오드 턴 온 전압이 감소하고, 고온에서의 역방향 누설 전류가 줄어 정적 특성이 개선됩니다. 또한, 낮은 게이트-드레인 커패시턴스로 스위칭 시간 및 손실이 감소하여 동적 특성 또한 향상됩니다. 본 기술은 차세대 전력반도체 시장에서 고효율, 고신뢰성 MOSFET 소자 개발의 핵심이 될 것입니다.

MOSFETp+ 쉴딩 영역SiC고온 안정성고전압 소자

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MCD-MOSFETSiC MOSFET고효율 전력 소자반도체 제조분할 게이트

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