학문
전력반도체가 일반 반도체보다 더 두꺼운 이유는?
안녕하세요. 전력 소자의 구조를 보면 일반 반도체 소자에 비해 큰 경향이 있습니다. 이처럼 고전압에 견디기 위해 어떤 설계적 차이가 존재하는지 궁금합니다.
7개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
전력반도체가 더 두꺼운 이유는 전력반도체가 쓰이는 환경 때문입니다.
고전압을 버틸려면 내부에 전기장이 넓게 퍼질 드리프트 영역이 필요하거든요. 그래서 이를 확보하기 위해서 두껍게 만드는 것이죠. 두께가 너무 얇으면 전기장이 한곳에 몰려서 항복 현상이 빨리 일어나게 됩니다. 그렇게 되면 고전압에 쓰이기가 어렵겠죠.
그래서 일반 반도체보다는 두껍다고 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 조규현 전문가입니다.
전력반도체가 일반 반도체보다 두꺼운 가장 큰 이유는 고전압을 견디기 위한 '내압 특성'을 확보해야 하기 때문입니다. 높은 전압이 인가될 때 소자가 파괴되는 것을 방지하려면 내부의 드리프트 층을 충분히 두껍게 설계하여 전기적 스트레스를 분산시켜야 합니다. 또한 대전류가 흐르면서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고 물리적 안정성을 유지하기 위해 구조적으로 더 큰 부피를 가지게 됩니다. 이러한 설계적 차이가 전력반도체의 신뢰성을 결정짓는 핵심 요소라고 이해하시면 됩니다.
안녕하세요. 박형진 전문가입니다.
전력반도체의 경우 고전압을 막아주기 위해 전압을 소자에 골고루 분포하게 하기 위해 비교적 두꺼운 드리프트 층을 만들어 안정성에 기여합니다. 드리프트 층을 통해 전압을 한쪽에 몰리지 않게 설계해 완충 지대를 만들어 주는 것이지요.
또한 설계시 수직으로 전하가 통하는 구조를 택해 칩의 상하로 관통하도록 합니다.
이는 일반 반도체의 수평구조와는 다르게 안정을 위해 열방출에 유리한 수직구조를 택하는 것이지요.
참고 부탁드려요~
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
전력반도체는 높은 전압을 견뎌내기 위해 드리프트 층이라는 완충 지대를 일반 소자보다 훨씬 두껍게 설계해야합니다. 그리고, 이는 수압을 견디는 댐의 두께와 같은원리입니다. 또한 대전류가 흐를때, 발생하는 뜨거운열을 효과적으로 식히기 위해서, 소자의 크기를 키우고 수직형 구조를 채택합니다. 이를통해 안정성을 확보하는것입니다. 결국 고전압에서 소자가 타버리지 않게 보호하려는 설계적선택이라고 생각하실수 있습니다.
안녕하세요.
전력반도체라는 것은 고전압을 버티는 구간 자체가 구조 안에 필요하기 때문에, 이처럼 두꺼운 것 입니다.
고전압이 걸리면 전기장이 넓게 퍼져야 하는데, 이를 위해 불순물이 적은 두꺼운 드리프트 층이 필요합니다. 이 층이 만약에 얇으면 전기장이 한곳에 몰려서 바로 항복이 일어나게 되거든요.
반면에 일반 반도체는 낮은 전압에서 빠른 동작이 중요하기 때문에 얇고 미세한 구조를 쓰는 것입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
전력반도체는 고전압 환경에서 전기적 파괴를 막기 위해 전압을 견뎌내는 층인 드리프트 영역을 일반 소자보다 훨씬 두껍게 설계하고 이 두께가 내압 성능을 결정하는 핵심 요소가 되는 겁니다 또한 큰 전류가 흐를 때 발생하는 막대한 열을 효과적으로 방출하고 높은 물리적 강도를 유지하기 위해 소자 전체의 부피를 키워 방열에 최적화된 구조를 갖춥니다 이러한 전력 반도체가 두꺼운 겁니다
안녕하세요. 김상엽 전문가입니다.
전력반도체는 고전압을 견뎌야 해 드리프트층이 두껍습니다. 전압이 높을수록 전기장이 넓게 분산돼야 파괴를 막을 수 있습니다. 그래서 웨이퍼 자체 두께와 소자 면적이 커집니다. 일반 반도체는 저전압 고속 동작이 목적이라 얇게 설계됩니다. 결국 전압 내구성과 발열 처리가 핵심 차이입니다.
이상 전기쟁이였습니다. 더 궁금하신 부분은 댓글남겨주세요!~