• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.431.1-431.1
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• 2014

최근, 높은 캐리어 이동도와 유연성, 투명성의 우수한 전기적 기계적 특성을 갖는 그래핀에 관한 연구가 활발해지고 있으며 이를 기반으로 한 그래핀 field effect transistor (FET) 센서 응용 또한 관심이 커지고 있다. 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋은 FET 기반의 센서의 감지 특성은 주로 전해질과 직접 접촉하는 게이트 절연체의 고유 특성에 의해 결정된다. 이러한 게이트 절연체는 일반적으로 스퍼터링, atomic layer deposition (ALD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 등의 진공 방법에 의해 형성되며, 이 공정 기술은 고가의 장비, 긴 공정 시간과 높은 제조비용이 요구된다. 더욱이, 위의 방식들은 소자 제작 동안에 플라즈마 발생 또는 열처리를 필요로 하게 되며 이는 그래핀 기반의 소자의 제작에 있어 큰 손상을 발생시키게 된다. 이러한 이유로 인해, 그래핀 FET 센서의 게이트 절연체의 형성에 있어 진공 증착 기술은 적절하지 않다. 본 연구에서는, 진공 증착 기술의 문제점을 극복하기 위해 sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서를 제작하였다. Sol-gel 방식은 적은 비용, 공정의 단순화, 높은 처리량 뿐 아니라 소자의 대면적화 제작에 유리하다는 장점을 가지며, 또한 게이트 절연체를 증착함에 있어서 플라즈마가 발생하지 않기 때문에 그래핀 FET 제작에 쉽게 적용될 수 있다. 특히, 게이트 절연체 중 Al2O3은 우수한 화학적 안정성과 감지 특성으로 인해 본 실험에 사용하였다. 결론적으로, sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서는 우수한 전기적 특성과 감지 특성 측면에서 매우 전망적이다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.12
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• pp.27-34
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• 2004

The study on the RF substrate circuit is necessary to model RF output characteristics of deep submicron MOSFETs below 0.2$\mum$ gate length that have bun commercialized by the recent development of Si submicron process. In this paper, direct extraction methods are developed to apply for a simple substrate resistance model as well as another substrate model with connecting resistance and capacitance in parallel. Using these extraction methods, better agreement with measured Y22-parameter up to 30 GHz is achieved for 0.15$\mum$ CMOS device by using the parallel RC substrate model rather than the simple resistance one, demonstrating the RF accuracy of the parallel model and extraction technique. Using this model, bias and gate length dependent curves of substrate parameters in the RF region are obtained by increasing drain voltage of 0 to 1.2V at deep submicron devices with various gate lengths of 0.11 to 0.5㎛ These new extraction data will greatly contribute to developing a scalable RF nonlinear substrate model.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.46 no.1
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• pp.107-116
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• 2009

Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is one of the most promising next generation nanoelectronic devices which will inherit the throne of CMOS which is the domineering implementation technology for large scale low power digital systems. In late 1990s, the basic operations of the QCA cell were already demonstrated on a hardware implementation. Also, design tools and simulators were developed. Nevertheless, its design technology is not quite ready for ultra large scale designs. This paper proposes a new approach which enables the QCA designs to inherit the verification methodologies and tools of CMOS designs, as well. First, a set of disciplinary rules strictly restrict the cell arrangement not to deviate from the predefined structures but to guarantee the deterministic digital behaviors is proposed. After the gate and interconnect structures of. the QCA design are identified, the signal integrity requirements including the input path balancing of majority gates, and the prevention of the noise amplification are checked. And then the digital logic is extracted and stored in the OpenAccess common engineering database which provides a connection to a large pool of CMOS design verification tools. Towards validating the proposed approach, we designed a 2-bit adder, a bit-serial adder, and an ALU bit-slice. For each design, the digital logic is extracted, translated into the Verilog net list, and then simulated using a commercial software.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.8-8
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• 2010

외부전하를 감지할 수 있는 EEPROM 구조를 기반으로 한 센서를 제안하였다. 부유게이트로부터 확장된 큰 면적의 접촉부위 (CCM)는 외부전하를 고정화하도록 설계되었으며, $0.13{\mu}m$ 단일-다결정 CMOS 공정에 적합한 적층의 금속-절연체-금속 (MIM) 제어케이트구조로 구성되었다. N-채널 EEPROM의 CCW 캐패시터 영역에 양의 전압이 인가되면 제어 게이트의 문턱전압이 음의 방향으로 변화하여 드레인 전류는 증가하는 특성을 보였다. 또한 이미 충전된 외부 캐패시터가 CCW의 부유게이트의 금속영역에 직접 연결되면, 외부 캐패시터로부터 유입된 양의 전하는 n-채널 EEPROM의 드레인 전류를 증가시키지만 반면에 음의 전하는 이를 감소시켰다. 외부 전압과 전하에 의해 PMOS의 특성은 NMOS에 비교하여 반대로 나타남이 확인되었다. EEPROM 인버터의 CCW 영역에 외부전하를 연결하면 인버터의 입-출력 특성이 기준 시료에 비해 외부전하의 극성에 따라 변화하였다. 그러므로, EEPROM 인버터는 외부전하를 감지하여 부유게이트에 고정된 전하의 밀도 크기에 따라 출력을 전압으로 표현할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.9
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• pp.55-59
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• 2013

A new method using RF Ids determined from measured S-parameters is proposed to extract the gate-voltage dependent effective carrier velocity of bulk MOSFETs in the saturation region without additional dc Ids measurement data suffering parasitic resistance effect that becomes larger with continuous down-scaling to sub-$0.1{\mu}m$. This method also allows us to extract the carrier velocity in the saturation region without the difficult extraction of bias-dependent parasitic gate-source capacitance and effective channel length. Using the RF technique, the electron velocity overshoot exceeding the bulk saturation velocity is observed in bulk N-MOSFETs with a polysilicon gate length of $0.065{\mu}m$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.142-142
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• 2012

최근 반도체 산업의 발전과 동시에 소자의 집적화에 따른 단채널 효과가 문제되고 있다. 채널 영역에 대한 게이트 영역의 제어능력이 떨어지면서 누설전류의 증가, 문턱전압의 변화가 발생하며, 이를 개선하기 위해 이중게이트 혹은 다중게이트 구조의 트랜지스터가 제안되었다. 하지만 채널길이가 수십나노미터 영역으로 줄어듦에 따라 소스/드레인과 채널간의 접합형성이 어렵고, 고온에서 열처리 과정을 거칠 경우 채널의 유효길이를 제어하기 힘들어진다. 최근에 제안된 Junctionless 트랜지스터의 경우, 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 접합형성 시 발생하는 공정상의 문제뿐만 아니라 누설전류영역을 개선하며, 기존의 CMOS 공정과 호환되는 이점이 있다. 한편, 집적화되는 반도체 기술에 따라, 동작 시 발생하는 스트레스가 소자의 신뢰성에 중요한 요인으로 작용하게 되며, 현재 Junctionless 트랜지스터의 신뢰성 특성에 관한 연구가 부족한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 Junctionless 트랜지스터의 NBTI 특성과 hot carrier effect에 의한 신뢰성 특성을 분석하였다. Junctionless 트랜지스터의 경우, 축적모드로 동작하기 때문에 스트레스에 의해 유기되는 캐리어의 에너지가 낮다. 그 결과, 반전모드로 동작하는 Junction type의 트랜지스터에 비해 스트레스에 의한 subthreshold swing 기울기의 열화와 문턱전압의 이동이 감소하였다. 또한 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 hot carrier effect에 의한 게이트 절연막 및 계면에서의 열화가 개선되었다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.8 no.11
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• pp.1633-1640
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• 2013

In this paper, noise parameters for high frequency modeling of dual-gate FET are extracted and analyzed. To extract thermal noise parameter of dual gate, noise characteristics are measured by changing input impedance of noise source using Tuner, and the influence of pad parasitic elements are subtracted using open and short dummy structure. Measured results indicated that the dual-gate FET is improved the noise figure by 0.2dB compared with conventional cascode structure FET at 5GHz, and it confirmed that the noise figure has dropped due to reduction of capacitances between the drain and source, gate and drain by simulation and analysis of small-signal parameters.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2018.10a
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• pp.5-7
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• 2018

VLSI(Very large scale integration) 기술을 통한 트랜지스터의 소형화를 통해 CMOS 집적 회로의 성능은 지속적으로 발전해 왔다. 이와 같은 기술 발전에 따라 집적 회로를 구성하는 디지털 논리 요소 또한 진화를 하고 있다. 디코더는 부호화된 정보를 다시 부호화되기 전으로 되돌아가는 처리를 하는 디지털 논리 요소이며 컴퓨터 설계에서 많이 사용되는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 양자점 셀룰라 오토마타(Quantum Cellular-Automata, QCA)를 사용하여 인에이블 입력을 가진 2-to-4 디코더를 제안하였다. 4-입력 유니버설 게이트의 하나의 입력을 1로 고정시켜 3-입력 NOR 게이트로 사용하며, 입력 값 X와 입력 값 Y의 중복된 배선 수를 감소시키고 한 배선으로 두 게이트에 입력을 연결하여 디코더의 배선 수와 배선 교차부를 최소화한다. 제안안하는 4-to-2 인에이블 디코더는 기존 디코더보다 셀의 개수와 클럭수를 감소시켜 디코더의 성능을 더 효율적으로 향상시켰다. 이를 통해 고속 회로 설계에 활용 및 높은 성능을 기대 할 수 있으며 QCA 연구에 기여할 수 있을 것으로 전망 한다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.18 no.2
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• pp.178-184
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• 2014

CMOS technology based on PCA is very efficient at an implementation of memory or ALU. However, there has been a growing interest in quantum-dot cellular automata (QCA) because of the limitation of CMOS scaling. In this paper, we propose a design of PCA architecture based on QCA. In the proposed PCA design, we utilize D flip-flop and XOR logic gate without wire crossing technique, and design a input and rule control switches. In experiment, we perform the simulation of the proposed PCA architecture by QCADesigner. As the result, we confirm the efficiency the proposed architecture.

• Journal of IKEEE
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• v.7 no.1 s.12
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• pp.56-62
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• 2003

In this paper, we designed a adder and a multiplier using current mode T-gate on $GF(2^2)$. The T-gate is consisted of current mirror and pass transistor, the designed 4-valued T-gate used adder and multiplier on $GF(2^2)$. We designed its under 1.5um CMOS standard technology. The unit current of the circuits is 15㎂, and power supply is 3.3V VDD. The proposed current mode CMOS operator have a advantage of module by T-gate`s arrangement, and so we easily implement multi-valued operator.