• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제11권3호
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• pp.182-189
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• 2011

In this work, a tunneling field-effect transistor (TFET) based on heterojunctions of compound and Group IV semiconductors is introduced and simulated. TFETs based on either silicon or compound semiconductors have been intensively researched due to their merits of robustness against short channel effects (SCEs) and excellent subthreshold swing (SS) characteristics. However, silicon TFETs have the drawback of low on-current and compound ones are difficult to integrate with silicon CMOS circuits. In order to combine the high tunneling efficiency of narrow bandgap material TFETs and the high mobility of III-V TFETs, a Type-I heterojunction tunneling field-effect transistor (I-HTFET) adopting $Ge-Al_xGa_{1-x}As-Ge$ system has been optimized by simulation in terms of aluminum (Al) composition. To maximize device performance, we considered a nanowire structure, and it was shown that high performance (HP) logic technology can be achieved by the proposed device. The optimum Al composition turned out to be around 20% (x=0.2).

• 센서학회지
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• 제23권2호
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• pp.114-121
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• 2014

We report a polysilicon active area membrane field effect transistor (PSAFET) pressure sensor for low stress deflection of membrane. The PSAFET was produced in conventional FET semiconductor fabrication and backside wet etching. The PSAFET located at the front side measured pressure change using 300 nm thin-nitride membrane when a membrane was slightly strained by the small deflection of membrane shape from backside with any physical force. The PSAFET showed high sensitivity around threshold voltage, because threshold voltage variation was composed of fractional function form in sensitivity equation of current variation. When gate voltage was biased close to threshold voltage, a fractional function form had infinite value at $V_{tn}$, which increased the current variation of sensitivity. Threshold voltage effect was dominant right after the PSAFET was turned on. Narrow transistor channel established by small current flow was choked because electron could barely cross drain-source electrodes. When gate voltage was far from threshold voltage, threshold voltage effect converged to zero in fractional form of threshold voltage variations and drain current change was mostly determined by mobility changes. As the PSAFET fabrication was compatible with a polysilicon FET in CMOS fabrication, it could be adapted in low pressure sensor and bio molecular sensor.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2004

다치 논리 패스 게이트는 다치 논리를 구성하기 위한 중요한 소자이다. 본 논문에서는, 뉴런 $MOS({\nu}MOS)$ 임계 게이트를 갖는 2중 패스-트랜지스터 논리를 이용하여 4치 MIN(QMIN)/negated MIN(QNMIN) 게이트 그리고 4치 MAX(QMAX)/negated MAX(QNMAX) 게이트를 설계하였다. DPL은 입력 캐패시턴스의 증가 없이 게이트 속도를 향상 시켰다. 또한 대칭 배열과 2중 전송 특성을 갖는다. 임계 게이트는 ${\nu}MOS$ 다운 리터럴 회로(DLC)로 구성 된다. 제안된 게이트는 다양한 다치 임계 전압을 실현할 수 있다. 본 논문에서, 회로는 3V의 전원 전압을 사용하였고 0.35um N-Well 2-poly 4-metal CMOS 공정의 파라메터를 사용하였으며 모든 모의 실험은 HSPICE를 이용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권5호
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• pp.1-7
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• 2002

Deep sub-micron bulk CMOS circuits require gate electrode materials such as metal silicide and titanium silicide for gate oxides. Many authors have conducted research to improve the quality of the sub-micron gate oxide. However, few have reported on the electrical quality and reliability of an ultra-thin gate. In this paper, we will recommend a novel shallow trench isolation structure and a two-step TiS $i_2$ formation process to improve the corner metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) for sub-0.1${\mu}{\textrm}{m}$ VLSI devices. Differently from using normal LOCOS technology, deep sub-micron CMOS devices using the novel shallow trench isolation (STI) technology have unique "inverse narrow-channel effects" when the channel width of the device is scaled down. The titanium silicide process has problems because fluorine contamination caused by the gate sidewall etching inhibits the silicide reaction and accelerates agglomeration. To resolve these Problems, we developed a novel two-step deposited silicide process. The key point of this process is the deposition and subsequent removal of titanium before the titanium silicide process. It was found by using focused ion beam transmission electron microscopy that the STI structure improved the narrow channel effect and reduced the junction leakage current and threshold voltage at the edge of the channel. In terms of transistor characteristics, we also obtained a low gate voltage variation and a low trap density, saturation current, some more to be large transconductance at the channel for sub-0.1${\mu}{\textrm}{m}$ VLSI devices.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권4호
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• pp.1-12
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• 2003

본 논문에서는 과도상태 회로 시뮬레이션에서 각각의 단일전자 트랜지스터 (Single electron transistor: SET)가 독립적으로 다루어질 수 있는 영역을 체계적으로 조사했다. Interconnection 정전용량이 충분히 큰 회로의 과도상태 시뮬레이션에서도 정상상태 경우와 마찬가지로 각각의 SET가 독립적으로 다뤄질 수 있음을 찾았다. 그러나, 각각의 SET들이 서로 독립적으로 다뤄질 수 있는 interconnection의 부하정전용량은 정상상태보다 약 10배 정도 크다. 이런 조건에서 SPICE에 적용 가능한 단일전자 트랜지스터 (Single electron transistor: SET)의 과도상태 compact 모델을 제시한다. 이 모델은 SPICE main routine의 admittance 행렬과 전류 행렬 구성 요소를 효율적으로 만들기 위해 새롭게 개발된 등가회로 접근방식에 기초한다. 과도상태 모델은 전자우물 안의 전자 개수를 정확히 계산하기 위해서 시변 master 방정식 solver를 각각 포함한다. 이 모델을 이용해서 단일전자 회로 및 단일전자 소자/회로와 CMOS 회로가 결합한 SET/CMOS hybrid 회로를 성공적으로 계산했다. SPICE에 적용된 기존의 시뮬레이터의 결과와 비교해서 상당히 일치하며 CPU 계산 시간도 더 짧아짐을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권6호
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• pp.26-33
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• 2002

본 논문에서는 포화영역에서 동작하는 MOS트랜지스터의 제곱특성과 소오스를 결합한 차동회로의 뺄셈기능을 이용하여 구현한 quarter-square기술방식의 새로운 4상한 MOS아날로그 곱셈기를 제안하였다. 본 논문에서 제안된 회로는 p-well CMOS 공정으로 설계-제작되어 특성측정을 하였다. 제작된 곱셈회로의 입력에 공급전압의 50%의 크기를 기치는 신호를 인가하였을 때, 1%미만의 왜율을 갖는 -1.3V에서 1.3V크기의 출력신호를 얻었고, 0에서30㎒까지의 -3㏈ 주파수대역을 측정하였고, 81㏈의 출력유동범위와 40㎽의 전력을 소모하였으며, 0.54㎟의 칩면적을 차지하였다. 제안된 곱셈회로는 회로구성이 간단할 뿐만 아니라, 입력신호가 한 개의 트랜지스터를 통하여 출력에 전달되므로 고주파 응용에도 적합하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.212-215
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• 2016

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 5.08 GHz에서 동작하는 링 전압 제어 발진기(Ring Voltage Controlled Oscillator, Ring VCO)를 제작하였다. Ring VCO는 3단 구조로 각 단의 트랜지스터 크기 비율을 다르게 하여 전류 변화에 따른 소모 전력이 달라짐을 확인하였다. Core의 양단 위, 아래에는 Current Mirror로 전류를 제어하도록 구성하였고, 주파수 조절을 위해 제어 전압을 추가하였다. Ring VCO 측정 결과, 주파수 범위는 65.5 %(1.88~5.45 GHz), 출력 전력 -0.30 dBm, 5.08 GHz 중심주파수에서 -87.50 dBc/Hz @1 MHz의 위상잡음을 갖는다. 또한, 2.4 V 전원에서 31.2 mW 소모 전력을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권7호통권361호
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• pp.54-61
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• 2007

병렬 피드백을 이용하여 이득을 조절할 수 있는 저잡음 증폭기가 설계되었다. 설계된 저잡음 증폭기는 0.18um CMOS 공정으로 설계되었으며, 병렬 피드백은 커플링 캐패시터와 이득 제어 트랜지스터로 구성되어있다. 제안된 이득 제어 방법은 병렬 피드백에 연결된 이득 제어 트랜지스터의 채널 저항을 이용하였다. 측정 결과 $12\;dB{\sim}26.5\;dB$까지 총 38.5 dB의 이득 제어 범위를 가지고 있으며, 측정된 잡음지수는 약 4 dB이다. 소비 전력은 약 13.5mW였다. 측정된 잡음 지수의 경우 시뮬레이션과는 다르게 일반적인 저잡음 증폭기보다 높게 나타났지만, 다른 유사한 기술에 비해 훨씬 큰 동작 범위를 가지는 저잡음 증폭기가 구현하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.19-29
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• 2009

보호용 NMOS 소자 또는 lvtr_thyristor 소자를 사용하는 고주파 CMOS IC용 입력 ESD 보호회로 방식을 대상으로, 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하는 DC 해석, 혼합모드 과도해석 및 AC 해석을 통해 보호용 소자내 격자온도 상승 및 입력버퍼단의 게이트 산화막 인가전압 측면에서의 HBM ESD 보호강도에 대한 심도 있는 비교 분석을 시도한다. 이를 위해, 입력 ESD 보호회로가 장착된 CMOS 칩의 입력 HBM 테스트 상황에 대한 등가회로 모델링 방법을 제시하고, 5가지 HBM 테스트 모드에 대해 최대 4개의 보호용 소자를 포함하는 혼합모드 과도 시뮬레이션을 시행하고 그 결과를 분석함으로써 실제 HBM 테스트에서 발생할 수 있는 문제점들에 대한 상세한 분석을 시도한다. 이러한 과정을 통해 고주파용 입력 보호회로로서의 두 가지 보호방식의 장단점에 대해 설명하는 한편, 각 보호용 소자의 설계와 관련되는 기준을 제시한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권12호
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• pp.81-88
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• 2006

본 논문에서는 새로운 선형 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA)를 제안한다. OTA의 선형성 향상을 위해 이동도 보상 회로와 공통모드 전압 조절기법을 적용했다. 이동도 보상 회로는 각각 트라이오드와 서브스레쉬홀드 영역에서 동작하는 트랜지스터의 경로를 연결하여 이동도 감소를 보상한다. 공통모드 전압 조절기법은 공통모드 피드백(CMFB)과 공통모드 피드포워드(CMFF)로 구성된다. 제안된 기술은 넓은 입력전압 스윙 범위에서 향상된 Gm의 선형성을 나타낸다. 제안된 OTA는 ${\pm}1.1V$의 입력전압 스윙 범위 내에서 ${\pm}1%$의 Gm변화율을 갖고 총고조파 왜곡(THD)은 -73dB 이하이다. 제안된 OTA는 $0.35{\mu}m$ n-well CMOS 공정에서 공급전압이 3.3V를 갖도록 설계되었다.