• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제12권6호
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• pp.271-274
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• 2011

Screen-printed source and drain electrodes were used for a spin-coated and inkjet-processed zinc-tin oxide (ZTO) TFTs for the first time. Source and drain were silver nanoparticles. Channel length was patterned using screen printing technology. Different silver nanoinks and process parameters were tested to find optimal source and drain contacts Relatively good electrical properties of a screen-printed inkjet-processed oxide TFT were obtained as follows; a mobility of 1.20 $cm^2$/Vs, an on-off current ratio of $10^6$, a Vth of 5.4 V and a subthreshold swing of 1.5 V/dec.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권3호
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• pp.196-208
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• 2007

An analytical model is proposed for an optically controlled Metal Semiconductor Field Effect Transistor (MESFET), known as Optical Field Effect Transistor (OPFET) considering the diffusion fabrication process. The electrical parameters such as threshold voltage, drain-source current, gate capacitances and switching response have been determined for the dark and various illuminated conditions. The Photovoltaic effect due to photogenerated carriers under illumination is shown to modulate the channel cross-section, which in turn significantly changes the threshold voltage, drainsource current, the gate capacitances and the device switching speed. The threshold voltage $V_T$ is reduced under optical illumination condition, which leads the device to change the device property from enhancement mode to depletion mode depending on photon impurity flux density. The resulting I-V characteristics show that the drain-source current IDS for different gate-source voltage $V_{gs}$ is significantly increased with optical illumination for photon flux densities of ${\Phi}=10^{15}\;and\;10^{17}/cm^2s$ compared to the dark condition. Further more, the drain-source current as a function of drain-source voltage $V_{DS}$ is evaluated to find the I-V characteristics for various pinch-off voltages $V_P$ for optimization of impurity flux density $Q_{Diff}$ by diffusion process. The resulting I-V characteristics also show that the diffusion process introduces less process-induced damage compared to ion implantation, which suffers from current reduction due to a large number of defects introduced by the ion implantation process. Further the results show significant increase in gate-source capacitance $C_{gs}$ and gate-drain capacitance $C_{gd}$ for optical illuminations, where the photo-induced voltage has a significant role on gate capacitances. The switching time ${\tau}$ of the OPFET device is computed for dark and illumination conditions. The switching time ${\tau}$ is greatly reduced by optical illumination and is also a function of device active layer thickness and corresponding impurity flux density $Q_{Diff}$. Thus it is shown that the diffusion process shows great potential for improvement of optoelectronic devices in quantum efficiency and other performance areas.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.201-206
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• 2019

This report constitutes the first demonstration in Korea of single-crystal lateral gallium oxide ($Ga_2O_3$) as a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), with a breakdown voltage in excess of 480 V. A Si-doped channel layer was grown on a Fe-doped semi-insulating ${\beta}-Ga_2O_3$ (010) substrate by molecular beam epitaxy. The single-crystal substrate was grown by the edge-defined film-fed growth method and wafered to a size of $10{\times}15mm^2$. Although we fabricated several types of power devices using the same process, we only report the characterization of a finger-type MOSFET with a gate length ($L_g$) of $2{\mu}m$ and a gate-drain spacing ($L_{gd}$) of $5{\mu}m$. The MOSFET showed a favorable drain current modulation according to the gate voltage swing. A complete drain current pinch-off feature was also obtained for $V_{gs}<-6V$, and the three-terminal off-state breakdown voltage was over 482 V in a $L_{gd}=5{\mu}m$ device measured in Fluorinert ambient at $V_{gs}=-10V$. A low drain leakage current of 4.7 nA at the off-state led to a high on/off drain current ratio of approximately $5.3{\times}10^5$. These device characteristics indicate the promising potential of $Ga_2O_3$-based electrical devices for next-generation high-power device applications, such as electrical autonomous vehicles, railroads, photovoltaics, renewable energy, and industry.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.45-50
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• 2014

In this paper, we propose a super-junction MOSFET (SJ MOSFET) fabricated through a simple pillar forming process by varying the Si epilayer thickness and doping concentration of pillars using SILVACO TCAD simulation. The design of the SJ MOSFET structure is presented, and the doping concentration of pillar, breakdown voltage ($V_{BR}$) and drain current are analyzed. The device performance of conventional Si planar metal-oxide semiconductor field-effect transistor(MOSFET), Si SJ MOSFET, and SiGe SJ MOSFET was investigated. The p- and n-pillars in Si SJ MOSFET suppressed the punch-through effect caused by drain bias. This lead to the higher $V_{BR}$ and reduced on resistance of Si SJ MOSFET. An increase in the thickness of Si epilayer and decrease in the former is most effective than the latter. The implementation of SiGe epilayer to SJ MOSFET resulted in the improvement of $V_{BR}$ as well as drain current in saturation region, when compared to Si SJ MOSFET. Such a superior device performance of SiGe SJ MOSFET could be associated with smaller bandgap of SiGe which facilitated the drift of carriers through lower built-in potential barrier.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1885-1890
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• 2013

본 연구에서는 극저온에서 다중 게이트 구조인 나노스케일 p-채널 무접합(junctionless) 과 축적모드(accumulation mode) 다중 게이트 FET의 전기적 특성을 분석하였다. 헬륨을 사용하는 극저온 프로브 스테이션을 사용하여 소자를 측정하였다. 극저온과 낮은 드레인 전압에서 무접합 트랜지스터의 드레인 전류의 진동 현상이 축적모드 보다 심한 것을 알 수 있었다. 이는 무접합 트랜지스터에서는 채널이 실리콘 박막의 가운데 형성되므로 전기적 채널 폭이 축적모드 트랜지스터 보다 작기 때문이다. 온도가 증가할수록 드레인 전류가 증가하며 최대 전달 컨덕턴스도 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 온도가 증가할수록 문턱전압이 감소하며 이동도가 증가하는 데서 기인된 것을 알 수 있었다. 소자의 크기가 나노미터 레벨로 축소되면 양자현상에 의한 드레인 전류 진동이 상온에도 일어날 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.570-576
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• 2007

본 연구에서는 field-dependent polarization 모델과 square-law FET 모델을 이용하여 Metal- ferroelectic-semiconductor FET (MFSFET) 소자의 특성을 연구하였다. 게이트 전압에 따른 드레인 전류특성에서 강유전체 박막의 항전압이 0.5 와 1 V 일 때, 각각 1와 2 V의 메모리 창 (memory window) 을 나타내었다. 드레인 전류-드레인 전압곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화 드레인 전류차이는 게이트 전압이 0, 0.1, 0.2, 0.3 V 일 때, 각각 1.5, 2.7, 4.0, 5.7 mA로 명확한 차이를 나타내었다. PLZT(10/30/70), PLT(10), PZT(30/70) 박막의 이력곡선 시뮬레이션과 리텐션 특성의 fitting 결과를 바탕으로 시간경과 후의 드레인 전류를 분석한 결과, PLZT(10/30/70) 박막이 10년 후에도 약 18%의 포화 전류가 감소하는 가장 우수한 신뢰성을 나타내었다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권7호
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• pp.71-81
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• 2014

본 논문에서는 삼차원 소자 시뮬레이터(Sentaurus)를 이용하여 tri-gate FinFET의 fin과 소스/드레인 구조의 변화에 따른 소자의 성능을 분석하였다. Fin의 구조가 사각형 구조에서 삼각형 구조로 변함에 따라, fin 단면의 전위 분포의 차이로 문턱 전압이 늘어나고, off-current가 72.23% 감소하고 gate 커패시턴스는 16.01% 감소하였다. 소스/드레인 epitaxy(epi) 구조 변화에 따른 성능을 분석하기 위해, epi를 fin 위에 성장시킨 경우(grown-on-fin)와 fin을 etch 시키고 성장시킨 경우(etched-fin)의 소자 성능을 비교했다. Fin과 소스/드레인 구조의 변화가 회로에 미치는 영향을 살펴보기 위해 Sentaurus의 mixed-mode 시뮬레이션 기능을 사용하여 3단 ring oscillator를 구현하여 시뮬레이션 하였고, energy-delay product를 계산하여 비교하였다. 삼각형 fin에 etched 소스/드레인 epi 구조의 소자가 가장 작은 ring oscillator delay와 energy-delay product을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1192-1200
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• 2007

도시유역의 강우 유출은 대부분 불투수지역인 도시유역의 유출 특성상 빠른 도달시간을 갖는다. 일반적으로 도시유역에서의 강우 유출은 배수펌프장으로 집수되어 하천으로 배제된다. 그러나 설계강우를 초과하는 호우가 발생하였을 때에는 배수펌프장의 용량을 초과하여 전량 하천으로 배제하기가 어려우며 따라서, 도시유역에서의 내수침수위험성이 증가하게 된다. 현행의 배수펌프장에서의 펌프 운영 기준은 배수펌프장의 집수정 또는 유수지의 수위에 따라서 가동되도록 구성되어있다. 그러나 최근 빈번히 발생하는 국지적 집중호우는 배수펌프장의 설계용량을 초과하는 경우가 대부분이며 배수펌프장이 제어할 수 없는 강우 유출은 도시유역에서의 내수침수를 발생시킨다. 본 연구에서는 도시 지하차도에서의 실제 내수침수 사례에 대한 모의를 통하여 당시 침수 발생의 요인을 분석하고 펌프 운영에 대한 변화를 통하여 배수펌프장 강제배제시설에 대하여 평가하였다.

• 전기학회논문지
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• 제60권12호
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• pp.2281-2285
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• 2011

An algorithm for extracting SPICE MOS level 2 model parameters for the high voltage MOSFET DC model is proposed. The optimization method for analyzing the nonlinear data of the current-voltage curve using the Gauss-Newton algorithm is proposed and the pre-process step for calculating the threshold voltage and the mobility is proposed. The drain current obtained from the proposed method shows the maximum relative error of 5.6% compared with the drain current of 2-dimensional device simulation for the high voltage MOSFET.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.270-274
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• 2016

This article investigates the use of the Gaussian-channel doping profile for the control of the short-channel effects in the double-gate MOSFET whereby a two-dimensional (2D) quantum simulation was used. The simulations were completed through a self-consistent solving of the 2D Poisson equation and the Schrodinger equation within the non-equilibrium Green’s function (NEGF) formalism. The impacts of the p-type-channel Gaussian-doping profile parameters such as the peak doping concentration and the straggle parameter were studied in terms of the drain current, on-current, off-current, sub-threshold swing (SS), and drain-induced barrier lowering (DIBL). The simulation results show that the short-channel effects were improved in correspondence with incremental changes of the straggle parameter and the peak doping concentration.