본 논문에서는 기존 IGBT의 구조적 한계로 인한 순방향 전압강하와 스위칭 손실간의 트레이드-오프 관계를 극복하고, 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 IGBT소자의 셀(Cell)과 셀 사이에 존재하는 폴리(poly) 게이트 영역에 nMOS를 형성시킨 구조로 N-드리프트 층으로의 전자, 정공의 주입효율을 증가시켜 기존 구조보다 더 낮은 온-저항과 빠른 스위칭 손실을 얻도록 설계된 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조의 단일 소자인 경우 순방향 전압강하와 스위칭 특성은 각각 2.65V와 4.5us로, 기존 구조가 갖는 3.33V와 5us비해 약 26%의 감소된 순방향 전압강하와 10%의 낮은 스위칭 특성을 보였으며 래치-업 특성은 773A/$cm^2$로 기존 520A/$cm^2$보다 33%의 상승된 특성을 보였다.
In this paper, we proposed the novel IGBT with an additional n-type MOS structure to achieve the improved trade-off between turn-off and on-state voltage drop(Vce(sat)). These low on-resistance and the fast switching characteristics of the proposed IGBT are caused by an enhanced electron current injection efficiency which is caused by additional n-type MOS structure. In the simulation result, the proposed IGBT has the lower on state voltage of 2.65V and the shorter turn-off time of 4.5us than those of the conventional IGBT(3.33V, 5us).
