도시바의 신개발 완전 절연 N-채널 LDMOS, 0.13 마이크론 아날로그 전력반도체에서 높은 HBM 견고성과 부(負)바이어스 항복전압 실현
이 성과의 세부내용은 IEEE 후원으로 일본에서 개최된 전력반도체에 관한 국제회의인 ‘2017 전력 반도체 기기 및 IC에 관한 국제 심포지엄(ISPSD: International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs)’에서 6월1일 보고되었다.
최근 몇 년 동안 완전 절연 N-채널 LDMOS와 높은 BVnb의 자동차용 아날로그 IC 및 전력 IC, 특히 40V 이상의 전압을 지원하는 기기의 수요가 증가하고 있다. 지금까지는 더 높은 BVnb를 달성하려면 HBM 견고성을 확보해야 하는 상충관계가 발생하고, 두 가지 모두를 달성하려면 다이의 기판과 안쪽 면을 전기적으로 절연시키기 위해 다이(die)가 더 커져야 했다. 이는 소형화와 비용 절감 과정의 장애가 되었다. 더욱이 HBM 견고성은 실제로 조립 장치 없이는 측정하기 어려운 변수이기 때문에 HBM 견고성을 측정할 수 있는 변수가 반드시 필요했다.
도시바는 다이 크기를 최소화하면서 HBM 견고성과 BVnb 간의 상충관계를 극복하기 위해 여러 가지 변수를 이용한 2D TCAD 시뮬레이션을 돌려보고 드레인 영역의 전기장(EUD) 최고값에 상응하는 전류 밀도는 HBM 견고성에 따라 달라진다는 점을 발견했다. 다양한 변수 조정을 통해 다이 특성을 최적화하기 위해 EUD를 이용한 결과, 도시바는 25V에서 96V의 정격전압을 얻으면서 HBM 견고성을 향상시키는데 성공을 거두었다. 또한 이는 80V의 완전 절연 N-채널 LDMOS 제품에서 다이 크기를 46% 줄여줌으로써 HBM 견고성 측도인, HBM +/-4kV를 충족시켰다.
도시바는 신기술을 이용해 BiCD-0.13G3 프로세스를 기반으로 하는 기기의 시제품을 생산했고 2018 회계연도 중에 대량 생산에 착수할 계획이며 더 가볍고 더 효율적인 자동차를 실현하는데 기여하고 완전 절연 N-채널 LMMOS를 갖춘 제품의 범위를 넓힘으로써 자동차의 성능을 향상시키는데 전념하고 있다.
*1 HBM (인간 신체 모델, Human Body Model): 인체의 정전기(ESD)에 근거하여 정전기에 대한 전자장치의 자화율(susceptibility)을 특징짓는 모델
*2 완전 절연N-채널(Fully isolated N-channel) LDMOS: 드레인 및 게이트를 전기적으로 완전히 절연시킴으로써 둘 간의 전기장을 줄여주는 구조를 가진 횡방향확산 금속산화막반도체(laterally diffused MOS) 트랜지스터
*3 EUD (드레인 영역의 전기장, Electrical field under Drain region): 드레인 소스(drain source)에서 관찰된 전기장의 세기
*4 BiCD-0.13G3 프로세스 기술: 도시바의 전력 반도체 프로세스 기술 중 하나. 사용자들은 자신의 애플리케이션에 맞는 프로세스를 선택할 수 있다. 주로 자동차 장치에 사용되는 BiCD-0.13G1/G2/G3, 주로 모터 제어 드라이버에 사용되는 CD-0.13G3, 그리고 전력반도체(power management IC)에 주로 사용되는 CD-0.13G1/G2가 있다.
도시바(Toshiba) 개요
도시바 코퍼레이션(Toshiba Corporation)은 첨단 전자/전기 제품 및 시스템을 통해서 더욱 청정하고 안전한 일상생활을 지속시켜 주는 에너지 분야, 생활의 질을 지속시켜 주는 인프라 분야, 그리고 첨단 정보사회를 지속시켜 주는 스토리지 제품 등 3개의 전략적 사업에 세계적인 역량을 펼치고 있는 포춘지 선정 500대 글로벌 기업 중 하나이다. 도시바는 그룹의 기본 약속인 ‘인류에 헌신, 미래에 헌신’을 바탕으로 하여 국제 경영을 장려하고 있으며 미래의 세대들이 더 나은 삶을 사는 세상을 실현하기 위해 헌신하고 있다.
1875년 설립된 도시바는 현재 전 세계에 18만 8000여 명의 임직원을 보유하고 있는 550여개의 연결기업으로 구성된 글로벌 네트워크의 중심이며, 연간 매출은 5조 6000억 엔(미화 500억 달러, 2016년 3월 31일 기준)을 상회하고 있다. 자세한 사항은 도시바 웹사이트(www.toshiba.co.jp/index.htm)에서 확인할 수 있다.
비즈니스 와이어(businesswire.com) 원문 보기: http://www.businesswire.com/news/home/20170601006734/en/
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웹사이트: http://www.toshiba.co.jp/index.htm
연락처
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