AlGaN/GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor) and 4H-SiC VDMOSFET(Vertical Double Diffusion MOSFET) are considered as promising candidates of next generation high power devices due to their superior characteristics to conventional Si devices. The key issues of GaN and SiC device have been studied by simulation, which are normally-off AlGaN/GaN HEMT for GaN and breakdown voltage enhance-ment of 4H-SiC VDMOSFET for SiC, respectively. A normally-off AlGaN/GaN HEMT has been demon-strated by using shallow p-type channel doping. The key idea is depleting 2DEG(2-Dimensional Electron Gas) through raising energy band over the Fermi level, shifting threshold voltage to 2.7V. This method is simple and can be applied with other methods to increase threshold voltage further. Breakdown voltage of 4H-SiC VDMOSFET is enhanced significantly by inserting barriers in the drift region because inner barriers are distributing electric field to multi-peaks, reducing local electric field. The effect of barriers and detailed breakdown characteristics of 4H-SiC VDMOSFET have been analyzed and fabrication feasibility also has been discussed in this paper.
알루미늄질화갈륨/질화갈륨 고전자이동도트랜지스터와 4H-탄화규소 수직구조이중확산형금속산화물반도체전계효과트랜지스터는 기존 실리콘 소자에 비해서 우수한 특성으로 인하여 차세대 전력반도체의 유력한 후보로 주목받고 있다.
질화갈륨에서는 알루미늄질화갈륨/질화갈륨 고전자이동도트랜지스터에서 상시불통형 소자, 탄화규소에서는 4H-탄화규소 수직구조이중확산형금속산화물반도체전계효과트랜지스터에서의 항복전압 향상이 핵심연구분야라고 할 수 있는데, 이를 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 상시불통형 알루미늄질화갈륨/질화갈륨 고전자이동도트랜지스터는 채널영역에 얕은 p형의 도핑을 해줌으로써 입증되었다. 핵심 아이디어는 에너지밴드를 페르미준위 위로 끌어올려 2DEG를 제거하는 방식으로 문턱전압을 2.7V까지 상승시켰다. 이 방식은 간단하며 다른 상시불통형 소자 방식에도 적용이 가능하기 때문에 문턱전압을 더 상승시킬 수 있다. 4H-탄화규소 수직구조이중확산형금속산화물반도체전계효과트랜지스터의 항복전압은 이동영역 내부에 장벽을 삽입함으로써 크게 증가하는데 이는 내부의 장벽이 전계를 여러군데로 분산하며 부분적인 전계를 감소시키기 때문이다. 본 논문에서는 4H-탄화규소 수직구조이중확산형금속산화물반도체전계효과트랜지스터에서 장벽의 효과와 자세한 항복 특성을 분석하였으며, 공정가능성에 대해서도 논하였다.
