• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.165-167
• /
• 2023

양자 컴퓨터는 기존의 클래식 컴퓨터와 달리 양자역학 원리를 활용해 정보 처리를 수행하며, 특정 문제들을 훨씬 빠르게 해결할 수 있다. 양자 컴퓨터는 큐빗을 기본 단위로 사용하고, 아다마르 게이트, CNOT 게이트, 파울리 게이트, 토플리 게이트 등을 조합하여 양자 회로를 구성한다. Toffoli 게이트는 유니버설 게이트 중 하나로, 세 개의 큐빗을 입력받아 조건부 (Controlled-Controlled) NOT 연산을 수행한다. 이 게이트는 복잡한 작업을 기본 양자 게이트로 분해할 수 있어, 회로의 게이트 수, 깊이 및 오류율 측면에서 최적화할 수 있다. 기본 양자 게이트 중 T 게이트는 노이즈와 오류에 영향을 받을 수 있으므로, T 게이트의 수와 깊이를 최적화하는 것이 중요하다. 본 논문은 Toffoli 게이트 분해를 통해 양자 회로의 게이트 수와 깊이를 최적화하는 방법을 조사한다.

• Asia-pacific Journal of Multimedia Services Convergent with Art, Humanities, and Sociology
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.301-310
• /
• 2017

Quantum-dot cellular automata(QCA) is an alternative technology for implementing various computation, high performance, and low power consumption digital circuits at nano scale. In this paper, we propose a new universal gate in QCA. By using the universal gate, we propose a novel XOR gate which is reduced time/hardware complexity. The universal gate can be used to construct all other basic logic gates. Meanwhile, the proposed universal gate is designed by basic cells and a rotated cell. The rotated cell of the proposed universal gate is located at the central of 3-input majority gate structure. In this paper, we propose an XOR gate using three universal gates, although more than five 3-input majority gates are used to design an XOR gate using the 3-input majority gate. The proposed XOR gate is superior to the conventional XOR gate in terms of the total area and the consumed clock because the number of gates are reduced.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.628-630
• /
• 2005

디지털 홈 서비스에서 홈 게이트웨이는 댁내 장치의 외부 접근을 허용하기 연결 통로 역할을 하는 중요한 네트워크 장비이다. 이 장비는 사업자 관점에서 보면 관리의 대상이며, 보다 쉽게 관리하고자 관리서버를 외부에 두어 다수의 홈 게이트웨이를 원격으로 관리하고 있다. 새로 설치된 홈 게이트웨이의 초기 부팅과정이나 기존 홈 게이트웨이의 재 부팅 과정에서의 홈 게이트웨이를 관리서버에 등록하기 위한 초기 프로비져닝 기능을 가지고 있고, 부팅과정이 끝난 후 홈 게이트웨이가 작동하는 동안 관리에 필요한 관리 에이전트를 다운로드하고 이루에는 이 관리 에이전트가 홈 게이트웨이에 관한 관리를 맡게 진다. 이러한 홈 게이트웨이의 초기 프로비져닝 기능은 홈 게이트웨이가 많아질수록 관리서버라 홈 게이트웨이간의 통신에 중대한 영향을 미치며, 홈 게이트웨이를 원격으로 관리하는데 지연이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 홈 게이트웨이 초기 프로비져닝 기능에 더한 방법을 소개하고 구현한 결과를 테스트한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2002.07c
• /
• pp.1549-1551
• /
• 2002

현재 게이트 길이가 100nm 이하의 MOSFET 소자를 구현할 때 가장 대두되는 문제인 short channel effect를 억제하는 방법으로 제안된 소자 중 하나가 double gate (DG) silicon-on-insulator (SOI) MOSFET이다. 그러나 DG SOI MOSFET는 두 게이트간의 align과 threshold voltage control 문제가 있다. 본 논문에서는 DG SOI MOSFET에서 이상적으로 게이트가 align된 구조와 back 게이트가 front 게이트보다 긴 non-align된 구조가 subthreshold 동작 영역에서 impact ionization에 미치는 영향에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였다. 그 결과 게이트가 이상적으로 align된 구조보다 back 게이트가 front 게이트보다 긴 non-align된 구조가 게이트와 드레인이 overlap된 영역에서 impact ionization이 증가하였으며 게이트가 각각 n+ 폴리실리콘과 p+ 폴리실리콘을 가진 소자에서 두 게이트가 같은 work function을 가진 소자보다 높은 impact generation rate을 가짐을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2020.08a
• /
• pp.221-223
• /
• 2020

반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.1279-1280
• /
• 2007

$Al_{2}O_{3}$ 절연막을 전하포획층으로 이용하여 Top 게이트 ZnO 나노선 전계효과트랜지스터를 제작하였고, 메모리 효과를 관찰하였다. $Al_{2}O_{3}$ 층을 게이트 절연막과 전하포획층으로 사용하였다. 대표적인 Top 게이트 ZnO 나노선 전계효과트랜지스터에 대하여 게이트 전압을 Double sweep 하였을 때의 드레인 전류-게이트 전압 특성이 반시계 방향의 히스테리시스와 문턱전압변화를 나타냈다. 펄스 형태의 게이트 전압을 1초 동안 인가한 후에, 드레인 전류-게이트 전압 특성의 문턱전압 변화가 0.3 V에서 0.8 V로 증가하였다. 이러한 특성은 게이트 전극에서 음전하 캐리어가 음의 게이트 전압에 대하여 $Al_{2}O_{3}$ 층에 충전되고, 양의 게이트 전압에 대하여 방전되는 것을 나타낸다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.450-450
• /
• 2013

플래시 메모리는 소형화가 용이하고, 낮은 구동 전압과 빠른 속도의 소자 장점을 가지기 때문에 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 플로팅 게이트를 이용한 플래시 메모리 소자는 비례축소에 의해 발생하는 단 채널 효과, 펀치스루 효과 및 소자 간 커플링 현상과 같은 문제로 소자의 크기를 줄이는데 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 FinFET, nanowire FET, 3차원 수직 구조와 같은 구조를 가진 플래시 메모리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비례축소의 용이함과 낮은 누설 전류의 장점을 가진 FinFET 구조를 가진 낸드 플래시 메모리의 전기적 특성에 대해 조사하였다. 메모리의 집적도를 높이기 위하여 비대칭 FinFET 구조를 가진 더블 게이트 낸드 플래시 메모리 소자를 제안하였다. 비대칭 FinFET 구조는 더블 게이트를 가진 낸드 플래시에서 각 게이트 간 간섭을 막기 위해 FinFET 구조의 도핑과 위치가 비대칭으로 구성되어 있다. 3차원 TCAD 시뮬레이션툴인 Sentaurus를 사용하여 이 소자의 동작특성을 시뮬레이션하였다. 낸드 플래시 메모리 소자의 게이트 절연 층으로는 high-k 절연 물질을 사용하였고 터널링 산화층의 두께는 두 게이트의 비대칭 구조를 위해 다르게 하였다. 두 게이트의 비대칭 구조를 위해 각 fin은 다른 농도로 인으로 도핑하였다. 각 게이트에 구동전압을 인가하여 멀티비트 소자를 구현하였고 각 구동마다 전류-전압 특성과 전하밀도, 전자의 이동도와 전기적 포텐셜을 계산하였다. 기존의 같은 게이트 크기를 가진 플로팅 게이트 플래시 메모리 소자에 비해 전류-전압곡선에서 subthreshold swing 값이 현저히 줄어들고 동작 상태 전류의 크기가 늘어나며 채널에서의 전자의 밀도와 이동도가 증가하여 소자의 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한 양족 게이트의 구조를 비대칭으로 구성하여 멀티비트를 구현하면서 게이트 간 간섭을 최소화하여 각 구동 동작마다 성능차이가 크지 않음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.185-185
• /
• 2013

반도체 트랜지스터의 집적화 기술이 발달하고 소자가 나노미터 크기로 집적화 됨에 따라 문턱 전압의 변동, 높은 누설 전류, 문턱전압 이하에서의 기울기의 열화와 같은 단 채널 효과가 문제되고 있다. 이러한 문제점들은 비 휘발성 플래시 메모리에서 메모리 윈도우의 감소에 따른 retention 특성을 저하시킨다. 이중 게이트 구조의 metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs)은 이러한 단 채널 효과 중에서도 특히 문턱 전압의 변동을 억제하기 위해 제안되었다. 이중 게이트 MOSFETs는 상부 게이트와 하부 게이트 사이의 capacitive coupling을 이용하여 문턱전압의 변동의 제어가 용이하다는 장점을 가진다.기존의 플래시 메모리는 쓰기 및 지우기 (P/E) 동작, 그리고 읽기 동작이 채널 상부의 컨트롤 게이트에 의하여 이루어지며, 메모리 윈도우 및 신뢰성은 플로팅 게이트의 전하량의 변화에 크게 의존한다. 이에 따라 메모리 윈도우의 크기가 결정되고, 높은 P/E 전압이 요구되며, 터널링 산화막에 인가되는 높은 전계에 의하여 retention에서의 메모리 윈도우의 감소와 산화막의 물리적 손상을 초래하기 때문에 신뢰성 및 수명을 열화시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는, 상부 게이트 산화막과 하부 게이트 산화막 사이의 capacitive coupling 효과에 의하여 하부 게이트로 읽기 동작을 수행하면 메모리 윈도우를 크게 증폭시킬 수 있고, 이에 따라 동작 전압을 감소시킬 수 있는 이중 게이트 구조의 플래시 메모리를 제작하였다. 그 결과, capacitive coupling 효과에 의하여 크게 증폭된 메모리 윈도우를 얻을 수 있음을 확인하였고, 저전압 구동 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
• /
• 2017.01a
• /
• pp.145-146
• /
• 2017

본 논문에서는 CPLD 구조를 고려한 게이트 레벨 글리치 제거 방법에 대해 제안하였다. CPLD는 AND-OR 게이트의 2단 구조를 가진 LE를 기본 구조로 구성되어 있는 소자이다. CPLD로 구현할 회로에 대한 DAG를 CPLD 구조에 맞도록 그래프를 분할하여 매핑가능클러스터를 생성한다. 생성된 매핑가능클러스터는 내부의 글리치와 전체 회로에 대한 글리치 발생 가능성을 검사하여 글리치를 제거한다. AND게이트와 OR게이트를 사용하는 2단 구조는 게이트가 달라 글리치가 발생될 수 있는 가능성을 검사하기 어렵다는 단점이 있어 AND-OR 게이트의 2단 구조와 동일한 구조를 가지고 있으며 게이트가 동일한 NAND 게이트를 이용하여 전체 회로를 변환한 후 글리치 발생여부를 검사함으로서 정확한 글리치 발생 가능성을 제거한다. 실험 결과는 제안 된 알고리즘 [10]과 비교하였다. 소비 전력이 2 % 감소되어 본논문에서 제안한 방법의 효율성이 입증되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.4 no.3
• /
• pp.301-305
• /
• 1995

습식 분위기로 성장한 게이트 산화막 위에 다결정 실리콘(poly-Si)과 텅스텐 폴리사이드(WSix/poly-Si)게이트 전극을 형성하여 제작한 금속-산화물-반도체(metal-oxide-semiconductor:MOS)의 전기적 특성을 순간 절연파괴(time zero dielectric breakdown: TZDB)로 평가하였다. 텅스텐 폴리사이드 게이트 전극에 따른 게이트 산화막의 평균 파괴정계는 다결정 실리콘 전극보다 1.93MV/cm 정도 낮았다. 텅스텐 폴리사이드 게이트 전극에서 게이트 산화막의 B model(1-8 MV/cm)불량률은 dry O2 분위기에서 열처리함으로써 증가하였다. 이것은 열처리함으로써 게이트 전극이 silane(SiH4)에 의한 것보다 B mode 불량률이 감소하였다. 그것은 dichlorosilane 환원에 의한 텅스텐 실리사이드내의 불소 농도가 silane에 의한 것보다 낮기 때문이다.