Triple poly MOSFET 구조의 unclamped inductive switching (UIL), switching 특성 개선에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 Triple Poly 구조의 Mosfet에 대한 UIL (Unclamped Inductive Switching) 실력 치 향상과 Switching 특성 개선에 대한 검증을 목적으로 진행되었다. 첫째, UIL 특성 실력 치 향상 실험 결과 Trench Mesa Contact Size가 커질수록 Rb Length가 작아져 Parasitic BJT 의 Turn On을 방지함으로써 특성 개선이 확인되었다. 단, Side Effect 효과로 기존 Design 대비 작아진 Trench Masa Width에 의한 웨이퍼 Edge 영역의 RDS(ON) 이 상향되어 Wafer Edge Chip 들의 Yield Loss가 확인되었다. 둘째, 본래 Triple Poly 구조는 Trench 내 Center Poly를 Source Contact으로 설계하여 Gate – Drain 간 Capacitance 최소화하여 빠른 Switching Speed를 구현할 수 있는 구조이나. 의도적인 Contact 설계 변경을 통해 Switching Performance (Tf) 특성을 조절할 수 있다. Center Poly 의 Contact 을 Gate Metal 과 일부 혹은 전부 연결하여 Gate – Drain 간 Capacitacne 값을 조정하여 해당 Set 의 특성에 적합한 Switching 속도를 구현할 수 있다. 설계 변경을 통해 EMI 특성과 Gate 오실레이션은 확연히 개선되는 것이 확인되었으나 Source Poly를 Gate Metal 에 100%연결하였을 경우, Switching Performace (Tf) 가 과도하게 느려지는 것이 확인되었다.