• 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.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.79-88
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• 2011

발사체의 추진공급계 시스템에서 사용되는 충전/배출 밸브는 지상에서 작동하며 구동가스 공급에 의해 극저온 산화제를 산화제 탱크에 주입 또는 배출하는 역할을 한다. 유즈노이사에서 설계한 산화제 충전/배출 밸브의 설계 자료를 검토하여 수정하였다. 충전/배출 밸브의 제작에 앞서 설계 검증 및 기본적인 작동 특성을 분석하기 위해 AMESim 상용코드를 이용하여 해석 모델을 구성하였다. 밸브 모델을 이용해서 설계 변수에 대해 동특성 해석을 수행하여 밸브 개폐 작동 시간, 작동 성능, 개방 압력을 예상하였다. 본 연구 결과는 한국형 발사체 추진공급계 충전/배출 밸브의 설계 및 선행 연구에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.116-119
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• 2015

전계 효과 트랜지스터(FET) 기반의 이온 또는 바이오센서에 대한 연구는 지금까지 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 여러 가지 측정 방법 중에 FET 게이트 절연체 위의 감지막과 이온 또는 생분자의 상호작용으로 전하 분포의 변화가 일어나면 이로 인해 드레인 전류의 변화를 측정하는 방법을 기반으로, 동일한 입력 신호, 즉 동일한 이온 또는 생분자의 농도에 대해 최적의 출력 신호를 얻기 위한 방법에 대해 논의한다. 대표적인 FET 센서는 이온 감지 FET (ISFET)로 본 논문에서는 pH를 측정하는 센서를 이용하였다. ISFET는 게이트 전압 대신 기준전극 전압을 가하는데 이 기준전극 전압과 드레인 전류의 관계식을 측정하여, 가장 기울기가 큰 곳을 찾아 이를 기준으로 동작범위에서의 입력 변화에 대해 출력 신호인 포화영역에서 드레인 전류의 변화가 큰 조건을 설정해 보았다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.585-593
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• 2015

In the nanoscale regime, many multigate devices are explored to reduce their size further and to enhance their performance. In this paper, design of a novel device called, Triple Material Surrounding Gate Tunnel Field effect transistor (TMSGTFET) has been developed and proposed. The advantages of surrounding gate and tunnel FET are combined to form a new structure. The gate material surrounding the device is replaced by three gate materials of different work functions in order to curb the short channel effects. A 2-D analytical modeling of the surface potential, lateral electric field, vertical electric field and drain current of the device is done, and the results are discussed. A step up potential profile is obtained which screens the drain potential, thus reducing the drain control over the channel. This results in appreciable diminishing of short channel effects and hot carrier effects. The proposed model also shows improved ON current. The excellent device characteristics predicted by the model are validated using TCAD simulation, thus ensuring the accuracy of our model.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권3호
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• pp.173-181
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• 2005

A new two dimensional (2-D) model for the potential distribution of fully depleted short-channel ion-implanted silicon MESFET's has been presented in this paper. The solution of the 2-D Poisson's equation has been considered as the superposition of the solutions of 1-D Poisson's equation in the lateral direction and the 2-D homogeneous Laplace equation with suitable boundary conditions. The minimum bottom potential at the interface of the depletion region due to the metal-semiconductor junction at the Schottky gate and depletion region due to the substrate-channel junction has been used to investigate the drain-induced barrier lowering (DIBL) and its effects on the threshold voltage of the device. Numerical results have been presented for the potential distribution and threshold voltage for different parameters such as the channel length, drain-source voltage, and implanted-dose and silicon film thickness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권6호
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• pp.665-681
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• 2023

Liquefaction is one of the most devastating geotechnical phenomena that severely damage vital structures and lifelines. Before constructing structures on problematic ground, it is necessary to improve the site and solve the geotechnical problem. Among ground improvement methods dealing with liquefaction, gravel drain (GD) columns and deep soil mixing (DSM) columns are popular. In this study, the results of a series of seismic experiments in a 1g environment on a structure located over liquefiable ground with different thicknesses reinforced with GD and DSM techniques were presented. The dynamic response of the reinforced ground system was investigated based on the parameters of subsidence rate, excess pore water pressure ratio, and maximum acceleration. The time history of the input acceleration was applied harmonically with an acceleration range of 0.2g and at frequencies of 1, 2, and 3 Hz. The results show that the thickness of the liquefiable layer and the frequency of the input motion have a significant impact on the effectiveness of the improvement method and all responses. Among the two techniques used, DSM in thick liquefied layers was much more efficient than GD in controlling the subsidence and rupture of the soil under the foundation. Maximum settlement values, settlement rate, and foundation rotation in the thicker liquefied layer at the 1-Hz input frequency were higher than at other frequencies. At low thicknesses, the dynamic behavior of the GD was closer to that of the DSM.

• 농촌계획
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• 제30권2호
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• pp.69-77
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• 2024

As impervious area increases due to urbanization, rainfall on the impervious area does not infiltrate into the ground, and stormwater drains quickly. Low impact development (LID) practices have been suggested as alternatives to infiltrate and store water in soil layers. The practices in South Korea is applied to urban development projects, urban renewal projects, urban regeneration projects, etc., it is required to perform literature research, watershed survey, soil quality, etc. for the LID practices implementation. Prior to the LID implementation at fields, there is a need to simulate its' effect on watershed hydrology, and Storm Water Management Model (SWMM) provides an opportunity to simulate LID practices. The LIDs applied in South Korea are infiltration-based practices, vegetation-based practices, rainwater-harvesting practices, etc. Vegetation-based practices includes bio-retention cell and rain garden, bio-retention cells are mostly employed in the model, adjusting the model parameters to simulate various practices. The bio-retention cell requires inputs regarding surface layer, soil layer, and drain layer, but the inputs for the drain layer are applied without sufficient examination, while the model parameters or inputs are somewhat influential to the practice effects. Thus, the approach to simulate vegetation-based LID practices in SWMM uses was explored and suggested for better LID simulation in South Korea.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.569-581
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• 2012

하천 제방은 홍수 시 유수를 원활하게 소통시키고 제내지를 보호하기 위해 하천을 따라 축조한 시설이다. 하지만 이러한 제방도 침투로 인해 제내지측 사면에 포화표면이 지속적으로 발생하게 되면, 제방은 파괴될 수 있다. 제체 침투에 의해 발생되는 침윤선은 적절한 배수 체계를 이용하여 강하될 수 있다. 본 연구의 목적은 제내지 비탈 끝에 설치되는 배수공을 통한 침투조절의 효과를 제시하고, 각기 다른 형상을 하고 있는 미국의 공병단과 일본의 국토개발기술연구센터에서 제시한 배수공의 효과를 비교, 검토하는데 있다. 이를 위해 배수공의 포함 여부에 따른 제방 침투에 관한 모형실험을 수행하였다. 축조된 제방 모형의 규격은 둑마루폭 0.5m, 하부폭 2.6m, 사면경사 1 : 2, 제방 높이 0.55m이고, 제외지측 수위는 0.5m이다. 미 공병단의 배수공은 삼각형이고 일본의 국토개발기술연구센터의 배수공은 사각형이며, 각각의 배수공 폭은 0.4m로 설치하였다. 배수공을 포함하지 않은 제방 모형에서는 침투에 의해 제내지측 사면에 포화표면이 발생하였으나, 미 공병단과 일본의 국토개발기술연구센터에서 제시한 배수공을 포함한 제방에서는 모두 포화표면이 발생하지 않았다. 이러한 모형실험의 결과는 SEEP/W를 통한 수치모의 모형의 보정과 검증에 활용되었다. 그리고 배수공의 폭을 5 cm씩 줄여가며 수치모의를 수행해 본 결과, 일본의 국토개발기술연구센터식 배수공이 미국의 공병단식 배수공에 비해 다소 안정한 것으로 분석되었다. 또한, 일본의 국토개발기술연구센터식 배수공은 시공이 쉬운 장점이 있다. 본 연구의 결과는 향후 배수공을 이용한 제방의 침투조절 계획에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.