JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제1권3호
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pp.189-192
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2001
A simple metal-insulator-metal (MIM) capacitor in a standard $0.25{\;}\mu\textrm{m}$ digital CMOS process is described. Using all six interconnect layers, this capacitor exploits both the lateral and vertical electrical fields to increase the capacitance density (capacitance per unit area). Compared to a conventional parallel plate capacitor in the four upper metal layers, this capacitor achieves lower parasitic substrate capacitance, and improves the capacitance density by a factor of 4. Measurements and an extracted model for the capacitor are also presented. Calculations, model and measurements agree very well.
We have developed a CMOS LTPS process which requires only five photolithographic masks and only one ion doping step. Drain/Source areas of NMOS TFTs were formed by PECVD deposition of a highly doped precursor layer while PMOS contact areas were defined by ion implantation. Single TFTs, inverters, ring oscillators and shift registers were fabricated. N and p-channel devices reached field effect mobilities of $173cm^2$/Vs and $47cm^2$/Vs, respectively.
Gutmann, R.J.;Zeng, A.Y.;Devarajan, S.;Lu, J.Q.;Rose, K.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제4권3호
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pp.196-203
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2004
A three-dimensional (3D) IC technology platform is presented for high-performance, low-cost heterogeneous integration of silicon ICs. The platform uses dielectric adhesive bonding of fully-processed wafer-to-wafer aligned ICs, followed by a three-step thinning process and copper damascene patterning to form inter-wafer interconnects. Daisy-chain inter-wafer via test structures and compatibility of the process steps with 130 nm CMOS sal devices and circuits indicate the viability of the process flow. Such 3D integration with through-die vias enables high functionality in intelligent wireless terminals, as vertical integration of processor, large memory, image sensors and RF/microwave transceivers can be achieved with silicon-based ICs (Si CMOS and/or SiGe BiCMOS). Two examples of such capability are highlighted: memory-intensive Si CMOS digital processors with large L2 caches and SiGe BiCMOS pipelined A/D converters. A comparison of wafer-level 3D integration 'lith system-on-a-chip (SoC) and system-in-a-package (SiP) implementations is presented.
In this paper, a new parallel CMOS self-bias differential amplifier is designed to use in high-speed analog signal processing circuits. The designed parallel CMOS self-bias differential amplifier is developed by using internal biasing circuits and the complement gain stages which are parallel connected. And also, the parallel architecture of the designed parallel CMOS self-bias differential amplifier can improve the gain and gain-bandwidth product of the typical CMOS self-bias differential amplifier. With 1.8V $0.8{\mu}m$ CMOS process parameter, the results of HSPICE show that the designed parallel CMOS self-bias differential amplifier has a dc gain and a gain-bandwidth product of 64 dB and 49 MHz respectively.
SoC(System-On-Chip) 시스템에서 초 저전력 시스템을 구현하기 위한 dynamic voltage and frequency scaling (DVFS)알고리즘에 사용될 시스템 버스의 다중 코어 전압 레벨을 생성해주는 새로운 다계층(multi-level) 코어 전압용 high-speed level up/down Shifter 회로를 제안한다. 이 회로는 내부 회로군과 외부 회로군 사이에서 서로 다른 전압레벨을 조정 접속하는 I/O용 level up/down shifter interface 회로로도 동시에 사용된다. 제안하는 회로는 인터페이스 접속에서 불가피하게 발생하는 속도감쇄와 Duty Ratio 불안정 문제를 최소화하는 장점을 갖고 있다. 본 회로는 500MHz의 입력 주파수에서 $0.6V\sim1.6V$의 다중 코어 전압을 각 IP들에서 사용되는 전압레벨로, 또는 그 반대의 동작으로 서로 Up/Down 하도록 설계하였다 그리고 제안하는 I/O 용 회로의 level up shifter는 500MHz의 입력 주파수에서 내부 코어 용 level up shifter의 출력전압인 1.6V를 I/O 전압인 1.8V, 2.5V, 3.3V로 전압레벨을 상승 하도록 설계하였으며, level down shifter는 반대의 동작으로 1Ghz의 입력 주파수에서 동작하도록 설계하였다. 시뮬레이션 및 결과는 $0.35{\mu}m$ CMOS Process, $0.13{\mu}m$ IBM CMOS Process 와 65nm CMOS model 변수를 이용한 Hspice를 통하여 검증하였다. 또한, 제안하는 회로의 지연시간 및 파워소모 분석과 동작 주파수에 비례한 출력 전압의 Duty ratio 왜곡에 대한 연구도 하였다.
In this research, a wafar-level transfer method of cantilever array on a conventional CMOS circuit has been developed for high density probe-based data storage. The transferred cantilevers were silicon nitride ($Si_3N_4$) cantilevers integrated with poly silicon heaters and piezoelectric sensors, called thermo-piezoelectric $Si_3N_4$ cantilevers. In this process, we did not use a SOI wafer but a conventional p-type wafer for the fabrication of the thermo-piezoelectric $Si_3N_4$ cantilever arrays. Furthermore, we have developed a very simple transfer process, requiring only one step of cantilever transfer process for the integration of the CMOS wafer and cantilevers. Using this process, we have fabricated a single thermo-piezoelectric $Si_3N_4$ cantilever, and recorded 65nm data bits on a PMMA film and confirmed a charge signal at 5nm of cantilever deflection. And we have successfully applied this method to transfer 34 by 34 thermo-piezoelectric $Si_3N_4$ cantilever arrays on a CMOS wafer. We obtained reading signals from one of the cantilevers.
본 논문에서는 CMOS 공정을 사용하여 선형적으로 제어가 가능한 П모델 감쇄기를 구현하였고, 브릿지 T모델을 사용한 감쇄기를 제안하였다. CMOS 공정으로 코어의 수동소자를 트랜지스터로 구현하여 기존의 수동소자나 능동소자를 사용하는데 따른 문제점을 개선하였으며 GaAs MESFET공정의 문제점인 높은 비용 또한 해결하였다. П모델 감쇄기는 2-poly 4-metal 0.35$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 사용하여 구현하였으며 기존의 수백 MHz의 동작 주파수범위를 DC-l㎓ 대역으로 향상시켰다. 또한 700$\mu\textrm{m}$${\times}$300$\mu\textrm{m}$ 로 면적을 줄였으며 일정한 주파수에서 감쇄 값과 제어 전압 사이의 선형적인 관계를 개선하였다. 제안된 브릿지 T모델 감쇄기는 П모델에서 동작주파수를 제한하던 매칭 특성을 향상시킴으로써 동작 주파수 템위를 DC-2㎓ 대역으로 넓혔다.
본 논문에서는 UWB의 6~10 GHz 주파수 대역을 위한 디지털 방식의 CMOS UWB 펄스 발생기를 제안하였다. 제안된 펄스 발생기는 매우 적은 전력 소모와 간단한 구조로 설계 및 구현되었다. 이 펄스 발생기는 가변되는 shunt capacitor 방식으로 구성된 CMOS delay line을 사용하여 중심 주파수를 제어할 수 있게 하였고, Gaussian Pulse Shaping 회로를 이용하여 FCC 등에서 제시하는 UWB 스펙트럼 규정을 만족할 수 있도록 설계하였다. 측정결과, 가변 가능한 중심 주파수는 4.5~7.5 GHz까지 자유롭게 조절이 가능하였고, 펄스의 폭은 대략 1.5 ns였다. 그리고 10 MHz의 PRF 조건에서 310 mV pp의 크기의 펄스 신호를 보여주었다. 회로는 0.13 um CMOS 공정으로 제작되었고, 코어의 크기는 $182{\times}65um^2$로 매우 작은 크기로 설계되었으며, 평균 소모 전력은 1.5 V 전원을 사용하는 출력 buffer에서 11.4 mW를 소모하고, 이를 제외한 코어에서는 0.26 mW의 매우 작은 전력을 소모하고 있다.
In this paper, we analyze the dominant noise source of conventional inductively degenerated common-source (CS) cascode low noise amplifier (LNA) when width and gate length of stacked transistors vary. Analytical MOSFET and its noise model are used to estimate the contributions of noise sources. All parameters are based on measured data of 60nm, 90nm and 130nm CMOS devices. Based on the noise analysis for different frequencies and device parameters including process nodes, the dominant noise source can be analyzed to optimize noise figure on the configuration. We verified analytically that the intuctively degenerated CS topology can not sustain its benefits in noise above a certain operation frequency of LNA over different process nodes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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