• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.877-882
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• 2005

In order to fabricate a high breakdown SiC-SBD (Schottky barrier diode), we investigate an effect on metal guard ring (MGR) in breakdown characteristics of the SiC-SBD. The breakdown characteristics of MGR-type SiC-SBD is significantly dependent on both the guard ring metal and the alloying time of guard ring metal. The breakdown characteristics of MGR-type SiC-SBDs are essentially improved as the alloying time of guard ring metal is increased. The SiC-SBD without MGR shows less than 200 V breakdown voltage, while the SiC-SBD with Al MGR shows approximately 700 V breakdown voltage. The improvement in breakdown characteristics is attributed to the field edge termination effect by the MGR, which is similar to an implanted guard ring-type SiC-SBD. There are two breakdown origins in the MGR-type SiC-SBD. One is due to a crystal defects, such as micropipes and stacking faults, in the Epi-layers and the SiC substrate, and occurs at a lower electric field. The other is due to the destruction of guard ring metal, which occurs at a higher electric field. The demolition of guard ring metal is due to the electric field concentration at an edge of Schottky contact metal.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.640-644
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• 1998

Sb/SiC(4H) 및 Ti/SiC(4H) 쇼트키 다이오드(SBD)를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 n-형 SiC(4H)의 주개(donor) 농도는 약 $2.5{\times}10 ^{17}{\textrm}cm^{-3}$이었다. 순방향 전류-전압(I-V) 특성의 기울기로부터 얻은 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드의 이상계수는 1.31이었고, 역방향 항복전장(breakdown field)은 약 4.4$\times$102V/cm 이었다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 Sb/SiC(4H) SBD의 내부전위(built-in potential) 및 쇼트키 장벽 높이는 각각 1.70V 및 1.82V이었다. Sb/SiC(4H)의 장벽높이 1.82V는 Ti/SiC(4H)의 0.91V보다 높았다. 그러나 Sb/SiC(4H)의 전류밀도와 역방향 항복전장은 Ti/SiC(4H)의 것보다 낮았다. Ti/SiC(4H)는 물론 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드는 고전력 전자소자로서 유용하다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.373-376
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• 2004

전력전자 회로의 고속화에 따라 정류기의 역할은 점차 중요해지고 있다. 전원장치의 compact화 및 초소형화에 따라 스위칭 주파수는 높아지고 있다. 최근 전원장치의 on-line 뿐만 아니라 off-line에서의 효율을 향상시키려면 도통손실 및 스위칭 손실을 최소화를 요구받고 있다. 스위칭 주파수가 증가함에 따라 power rectifier는 도전 및 스위칭 손실의 최소화를 위해서는 스위칭 손실의 주된 원인인 역회복 특성을 잘 파악해야 한다. 이를 위해 본 고에서는 최근 제작된 SiC SBD의 역회복 특성을 분석을 위한 $t_{rr}$, 측정을 위한 $t_{rr}$ Tester를 MIL-STD-750-4031.4에 참고하여 제작하였으며, 제작된 $t_{rr}$ Tester를 이용하여 SiC SBD의 $t_{rr}$의 측정결과에 대해 기술하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.449-455
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• 2019

본 논문은 Bridgeless PFC Converter의 환류 다이오드를 SiC SBD(Schottky Barrier Diode)로 제안하여 고효율화를 달성하였다. 또한 Bridgeless PFC Converter의 동작원리에 대한 설명을 통해 Bridgeless PFC Converter에서 환류 다이오드의 도통 구간을 나타내어 환류 다이오드의 손실에 따른 시스템 손실의 기여도를 검증하였고, SiC SBD 소자의 물성 및 역 회복 특성에 따른 장점을 설명하였으며 턴 온 손실과 턴 오프 손실을 측정하여 효율을 비교 분석하고, 소자 단품 특성을 확인하기 위한 다이오드의 역회복 파형 분석을 통하여 소자의 역회복 손실을 계산하였다. 소자 특성을 고려한 시뮬레이션 결과 값을 도출해내어 실제 시스템의 파형 분석 및 비교를 통해 그 결과 값을 검증하였다. 소자 특성을 고려하기 위하여 PSIM의 Thermal Module을 사용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 그 결과로 턴온 손실 0.6W, 턴 오프 손실 20.6W로 전체 스위칭 손실은 22.2W로 나타났다. 시작품 실험을 통하여 분석한 결과 턴온 손실 0.608W, 턴 오프 손실 21.62W로 전체 스위칭 손실 22.228W의 결과 값을 도출하였고, 두 결과 값의 비교로 실험 방법의 타당성을 입증하였다. 또한 최대 효율 94.58%의 고효율을 달성하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권4호
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• pp.584-591
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• 2013

In this paper, a hybrid booster power module with Si IGBT and Silicon Carbide (SiC) Schottky Barrier Diode (SBDs) is presented. The switching characteristics of the hybrid booster module are compared with commercial Silicon IGBT/Si PIN diode based modules. We applied the booster power module into a non-isolated on board vehicle charger with a simple buck-booster topology. The performances of the on-vehicle charger are analyzed and measured with different power modules. The test data is measured in the same system, at the same points of operation, using the conventional Si and hybrid Si/SiC power modules. The measured power conversion efficiency of the proposed on-vehicle charger is 96.4 % with the SiC SBD based hybrid booster module. The conversion efficiency gain of 1.4 % is realizable by replacing the Si-based booster module with the Si IGBT/SiC SBD hybrid boost module in the 6.6 kW on-vehicle chargers.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.30-33
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• 1999

본 연구에서는 Pt/f4-SiC Schottky barrier diodes(SBDs)의 소자 성능향상과 미세구조와의 상관관계를 규명하였다. 다른 열처리 온도구간에 따른 금속/SiC 계면의 미세구조 평가는 X-ray scattering법을 사용하여 분석하였다. 소자의 역 방향 특성은 열처리 온도가 증가함에 따라 저하되었다. As-deposited와 $850^{\circ}C$ 온도에서 열처리된 소자의 최대 항복전압은 각각 1300 V와 626 V 이었다. 그러나, 소자의 순방향 특성은 열처리 온도가 증가함에 따라 향상되었다. X-ray scattering법으로 >$650^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서는 Pt/SiC 계면에서 Pt-silicides가 형성되었고, 이러한 Silicides의 형성이 Pt/SiC 계면의 평활도를 증가시킨 원인이 됨을 보였다. SBDs의 순방향 특성은 열처리 과정동안 Pt/SiC 계면에서 형성된 silicides의 결정성에 강하게 의존함을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.556-560
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• 2023

본 연구에서는 4H-SiC Epi Surface에 Nitrogen implantation 공정이 깊은준위결함과 lifetime에 미치는 영향을 비교분석하였다. Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS)와 Time Resolved Photoluminescence (TR-PL)을 사용하여 깊은준위결함과 carrier lifetime을 측정하였다. As-grown SBD에서는 0.16 eV, 0.67 eV, 1.54 eV 에너지 준위와 implantation SBD의 경우 0.15 eV 준위에서의 결함을 측정되었으며, 이는 nitrogen implantation으로 불순물이 titanium 및 carbon vacancy를 대체됨으로 lifetime killer로 알려진 Z_1/2, EH_6/7 준위 결함은 감소하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제14권1호
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• pp.27-30
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• 2015

SiC based Schottky barrier diodes were prepared by using the facing targets sputtering method. In this research, 4H-SiC polytypes of SiC were adopted and Molybdenum, Titanium was employed as the Schottky metal of the metal-semiconductor contacts. Both structures showed the rectifying nature in their forward and reverse J-V characteristic curve and the ideality factors calculated from these plots that were close to unity were represented the nearly ideal behavior. Difference of Schottky barrier height between prepared devices was also corresponding with the electrical characteristics of themselves. Therefore the suitability of the facing targets sputtering method for fabrication of Schottky diodes could be suggested from these results.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.362-366
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• 2018

Silicon carbide is widely used in power semiconductor devices owing to its high energy gap. In particular, Schottky barrier diode (SBD) and PiN diodes fabricated on 4H-SiC wafers are being applied to various fields such as power devices. The characteristics of SBD and PiN diodes can be extracted from C-V and I-V characteristics. The measured Schottky barrier height (SBH) was 1.23 eV in the temperature range of 298~473 K, and the average ideal factor is 1.17. The results show that the device with the Schottky contact is characterized by the theory of thermal emission. As the temperature increases, the parameters are changed and the Vth is shifted to lower voltages.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.499-506
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• 2019

본 논문은 SiC Hybrid module를 적용한 7kW 인버터의 동작 안정성에 관한 것으로 손실 방정식과 시뮬레이션 결과를 비교하여 시뮬레이션 결과의 유효성을 검증하였으며, 시뮬레이션을 통해 Si module과 SiC Hybrid module의 스위치 손실과 다이오드 손실을 비교하였다. 손실 방정식 계산을 통하여 SiC Hybrid module의 도통 손실은 168W, 스위칭 손실은 9.3W, 다이오드 손실은 10.5nW의 결과를 나타내었으며, 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때 유사한 값을 나타내었다. 이를 바탕으로 Si module과 SiC Hybrid module의 시뮬레이션 결과 값 비교 결과, Si module의 총 소자 손실값은 246.2W, SiC Hybrid module의 총 소자 손실 값은 189.9W를 나타내었으며, 손실 차이 값은 56.3W로써 약 0.8W의 효율 차이를 보였다. 이로 인하여 SiC SBD의 Reverse recovery 특성을 검증하였다. 또한 고온 포화상태에서 SiC Hybrid module 및 Si module의 안정성을 확인하기 위하여 온도 포화 테스트를 진행하였으며, Si module의 경우, 출력전력 4kW에서 동작을 멈추었고, SiC Hybrid module은 7kW까지 동작을 확인하였다. 이를 바탕으로, 효율 그래프와 온도 그래프를 제시하였으며, Si module은 4kW까지, SiC Hybrid module은 7kW까지 그래프로 나타내었다.