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Deep-Trench 기술을 적용한 Super Junction MOSFET의 Charge Balance 특성에 관한 연구
최종문(Jong-Mun Choi),허윤영(Yoon-Young Huh),정헌석(Heon-Seok Cheong),강이구(Ey-Goo Kang) 한국전기전자학회 2021 전기전자학회논문지 Vol.25 No.2
파워 소자의 트레이드오프 현상을 최소화하기 위해 제시된 구조가 Super Junction 구조이다. Super Junction은 기존의 많이 사용하던 기본 구조 대비 1/5 정도의 낮은 온 저항(Ron) 특성을 가질 수 있다. Super Junction 구조의 공정 방법으로 Multi-Epi 공정과 Deep-Trench 공정 방법이 있다. Deep-Trench 공정은 실리콘 기판 상면에 깊은 트렌치 공정을 통하여 그 안에 불순물이 도핑 되어 있는 폴리실리콘을 매립하여 P-Pillar를 형성 시키는 공정 방법이라 매립하는 과정에서 결함이 형성되기 쉬워서 비교적 어려운 제조 방법으로 알려져 있다. 하지만 비교적 Deep-Trench 공정으로 만들어진 구조가 낮은 온저항과 높은 항복 전압을 형성하여 좋은 효율을 보인다. 본 논문에서는 공정상의 새로운 방법을 제시하고, Charge Balance 이론을 접목시킨 구조를 설계하였다. Super Junction structure is the proposed structure to minimize the Trade-off phenomenon of power devices. Super Junction can have On-resistance(Ron) characteristics as less as five times than conventional structure. There are process methods that Multi-Epi and Deep-Trench of Super Junction structure. The reason for this is that Deep-Trench process is known to be a relatively difficult manufacturing method because it is easy to form a P-Pillar by burying impurities on top of a silicon substrate through a Deep-Trench process. However, the structure created by the Deep-Trench process has low On-resistance and high breakdown voltage, showing better efficiency. In this paper, we suggested a novel method in the process and designed structure with Charge Balance theory.
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