• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.8
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• pp.733-737
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• 2008

In this paper, Ni-Co alloy was used to improve thermal stability of Ni Germanide. It was found that uniform germanide is obtained on epitaxial Ge-on-Si substrate by employing Ni-Co alloy. Moreover, neither agglomeration nor penetration is observed during post-germanidation annealing process. The thermal stability of Ni germanide using Ni-Co alloy is improved due to the less agglomeration of Germanide. Therefore, the proposed Ni-Co alloy is promising for highly thermal immune Ni germanide for nano scale Ge-MOSFETs technology.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.17 no.2
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• pp.216-222
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• 2017

The most prominent challenge for MOSFET scaling is to reduce power consumption; however, the supply voltage ($V_{DD}$) cannot be scaled down because of the carrier injection mechanism. To overcome this limit, a new type of field-effect transistor using positive feedback as a carrier injection mechanism (FBFET) has been proposed. In this study we have investigated the electrical characteristics of a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET with one gate and one-sided $Si_3N_4$ spacer using TCAD simulations. To reduce the drain bias dependency, $Si_{1-x}Ge_x$ was introduced as a low-bandgap material, and the minimum subthreshold swing was obtained as 2.87 mV/dec. This result suggests that a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET is a promising candidate for future low-power devices.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07f
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• pp.2773-2775
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• 1999

포항가속기의 선형가속기 buncher 및 prebuncher 시스템은 가속기 건설 시에 중국의 IHEP로부터 도입된 것이다. 전체적인 시스템은 완성되었으나, 그 동안 몇 가지의 문제점이 있어, 제한된 조건하에서 사용해왔다. 이와 같은 문제점을 해결하여 선형가속기 기계장치를 이용한 연구를 활성화하고 보다 나은 전자빔을 공급해주기 위하여 일부 기계장치를 포함한 모터 및 구동부, 제어부등에 대한 성능개선을 하였고 현장 시험과 설치를 완료하였다. 특히 모터는 설치가 간단하고 정밀한 제어를 할 수 있는 5선 식 5상 스텝 모터를 사용하였고, 구동부는 MOSFET을 이용한 정 전류 초핑 방식을 채택하여 크기와 발열량을 줄였다. 그리고, 제어부는 4축의 독립된 유닛이 단일의 RS485 직렬 접속에 의해서 원격으로 제어가 가능하도록 구성하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.457-458
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• 2014

In this paper, quantum mechanical simulations of the double-gate ultra-thin body (DG-UTB) MOSFETs are performed according to the International Technology Roadmap of Semiconductors (ITRS) specifications planned for 2020, to devise the way for on-current ($I_{on}$) improvement. We have employed non-equilibrium Green's function (NEGF) approach and solved the self-consistent equations based on the parabolic effective mass theory [1]. Our study shows that the [100]/<001> Ge and GaSb channel devices have higher $I_{on}$ than Si channel devices under the body thickness ($T_{bd}$) <5nm condition.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.13 no.4
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• pp.367-380
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• 2013

In this paper, an analytical threshold voltage model is developed for a short-channel double-material-gate (DMG) strained-silicon (s-Si) on silicon-germanium ($Si_{1-X}Ge_X$) MOSFET structure. The proposed threshold voltage model is based on the so called virtual-cathode potential formulation. The virtual-cathode potential is taken as minimum channel potential along the transverse direction of the channel and is derived from two-dimensional (2D) potential distribution of channel region. The 2D channel potential is formulated by solving the 2D Poisson's equation with suitable boundary conditions in both the strained-Si layer and relaxed $Si_{1-X}Ge_X$ layer. The effects of a number of device parameters like the Ge mole fraction, Si film thickness and gate-length ratio have been considered on threshold voltage. Further, the drain induced barrier lowering (DIBL) has also been analyzed for gate-length ratio and amount of strain variations. The validity of the present 2D analytical model is verified with ATLAS$^{TM}$, a 2D device simulator from Silvaco Inc.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.27 no.1
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• pp.53-60
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• 2015

Purpose : The purpose of this study is to evaluate the usefulness of a 3D printed phantom for in-vivo dosimetry of a prostate cancer patient. Materials and Methods : The phantom is produced to equally describe prostate and rectum based on a 3D volume contour of an actual prostate cancer patient who is treated in Asan Medical Center by using a 3D printer (3D EDISON+, Lokit, Korea). CT(Computed tomography) images of phantom are aquired by computed tomography (Lightspeed CT, GE, USA). By using treatment planning system (Eclipse version 10.0, Varian, USA), treatment planning is established after volume of a prostate cancer patient is compared with volume of the phantom. MOSFET(Metal OXIDE Silicon Field Effect Transistor) is estimated to identify precision and is located in 4 measuring points (bladder, prostate, rectal anterior wall and rectal posterior wall) to analyzed treatment planning and measured value. Results : Prostate volume and rectum volume of prostate cancer patient represent 30.61 cc and 51.19 cc respectively. In case of a phantom, prostate volume and rectum volume represent 31.12 cc and 53.52 cc respectively. A variation of volume between a prostate cancer patient and a phantom is less than 3%. Precision of MOSFET represents less than 3%. It indicates linearity and correlation coefficient indicates from 0.99 ~ 1.00 depending on dose variation. Each accuracy of bladder, prostate, rectal anterior wall and rectal posterior wall represent 1.4%, 2.6%, 3.7% and 1.5% respectively. In- vivo dosimetry represents entirely less than 5% considering precision of MOSFET. Conclusion : By using a 3D printer, possibility of phantom production based on prostate is verified precision within 3%. effectiveness of In-vivo dosimetry is confirmed from a phantom which is produced by a 3D printer. In-vivo dosimetry is evaluated entirely less than 5% considering precision of MOSFET. Therefore, This study is confirmed the usefulness of a 3D printed phantom for in-vivo dosimetry of a prostate cancer patient. It is necessary to additional phantom production by a 3D printer and In-vivo dosimetry for other organs of patient.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.8 no.4
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• pp.295-301
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• 2008

Recently, the demand on mm-wave (millimeter-wave) applications has increased dramatically. While circuits operating in the mm-wave frequency band have been traditionally implemented in III-V or SiGe technologies, recent advances in Si MOSFET operation speed enabled mm-wave circuits realized in a Si CMOS technology. In this work, a 58 GHz CMOS LC cross-coupled VCO (Voltage Controlled Oscillator) was fabricated in a $0.13-{\mu}m$ Si RF CMOS technology. In the course of the circuit design, active device models were modified for improved accuracy in the mm-wave range and EM (electromagnetic) simulation was heavily employed for passive device performance predicttion and interconnection parasitic extraction. The measured operating frequency ranged from 56.5 to 58.5 GHz with a tuning voltage swept from 0 to 2.3 V. The minimum phase noise of -96 dBc/Hz at 5 MHz offset was achieved. The output power varied around -20 dBm over the measured tuning range. The circuit drew current (including buffer current) of 10 mA from 1.5 V supply voltage. The FOM (Figure-Of-Merit) was estimated to be -165.5 dBc/Hz.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.130-130
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• 2011

최근 반도체 메모리 산업의 발전과 동시에 발생되는 문제들을 극복하기 위한 새로운 기술들이 요구되고 있다. DRAM (dynamic random access memory) 의 경우, 소자의 크기가 수십 나노미터 영역으로 줄어들면서, 단채널 효과에 의한 누설전류와 소비전력의 증가 등이 문제가 되고 있다. 하나의 캐패시터와 하나의 트랜지스터로 구성된 기존의 DRAM은, 소자의 집적화가 진행 되어 가면서 정보저장 능력이 감소하는 것을 개선하기 위해, 복잡한 구조의 캐패시터 영역을 요구한다. 이에 반해 하나의 트랜지스터로 구성되어 있는 1T-DRAM의 경우, 캐패시터 영역이 없는 구조적인 이점과, SOI (silicon-on-insulator) 구조의 기판을 사용함으로써 뛰어난 전기적 절연 특성과 기생 정전용량의 감소, 그리고 기존 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 공정과의 호환성이 장점이다. 또한 새로운 물질 혹은 구조를 적용하여, 개선된 전기적 특성을 통해 1T-DRAM의 메모리 특성을 향상 시킬 수 있다. 본 연구에서는, SOI와 SGOI (silicon-germanium-on-insulator) 및 sSOI (strained-si-on-insulator) 기판을 사용한 MOSFET을 통해, strain 효과에 의한 전기적 특성 및 메모리 특성을 평가 하였다. 그 결과 strained-Si층과 relaxed-SiGe층간의 tensile strain에 의한 캐리어 이동도의 증가를 통해, 개선된 전기적 특성 및 메모리 특성을 확인하였다. 또한 채널층의 결함이 적은 sSOI 기판을 사용한 1T-DRAM에서 가장 뛰어난 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.184-184
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• 2011

반도체 전자 소자의 초고집적회로(VLSI, Very Large Scale Integrated Circuit)가 수년간 지속됨에 따라 실리콘 기반으로 하는 MOSFET 성능의 한계에 도달하게 되었다. 재료 물성, 축소, 소자 공정 등에 대한 원인으로 이를 극복하고자 하는 재료와 성능향상에 관한 연구가 진행되고 있다. 이에 기존 시스템의 전자의 전하 정보만을 응용하는 것이 아니라 전자의 스핀 정보까지 고려하는 스핀트로닉스 연구분야가 주목을 받고 있다. Spin-FET는 스핀 주입, 스핀 조절, 스핀측정 등으로 나뉘어 연구되고 있으며 이 중 스핀 주입의 효율 향상이 우선시 해결되어야 한다. 일반적으로 스핀 주입 과정에서 소스가 되는 강자성체와 스핀 확산 거리가 긴 반도체 물질과의 Conductance mismatch가 문제되고 있다. 이에 자성 반도체는 근본적인 문제를 해결하고 반도체와 자성체의 특성을 동시에 나타내는 물질로써, Si과 Ge (4족) 등의 반도체뿐만 아니라, GaAs, InP (3-5족), ZnO, ZnTe (2-6족) 등의 반도체 또한 많은 연구가 이루어지고 있다. 자성 반도체에서 해결해야 할 가장 큰 문제는 물질이 자성을 잃는 Curie 온도를 상온 이상으로 높이는 것이다. 이에 본 연구는 전이금속이 도핑된 4족 Si 반도체 박막을 성장하고 후처리 공정을 통하여 나타나는 구조적, 자기적 특성을 연구하였다. 펄스 레이저 증착 방법을 통하여 p-type Si 기판위에 전이금속 Fe이 도핑된 박막을 500 nm 로 성장하였다. 성장 온도는 $250^{\circ}C$로 하였고, 성장 분압은 $3 {\times}10^{-3}$Torr 로 유지하며 $N_2$ 가스를 사용하였다. 구조적 결과를 보기 위해 X선 회절 분석과 원자력 현미경 결과를 확인하였고, 자기적 특성을 확인하기 위해 저온에서 초전도 양자 간섭계로 조사하였다. XRD를 통해 (002)면, (004)면의 Si 기판 결정을 보았으며, Fe 관련된 이차상이 형성됨을 예측해 보았다. ($Fe_3Si$, $Fe_2Si$ 등) 초전도 양자 간섭계에서 20 K에서 측정한 이력 현상을 관찰하고, 온도변화에 따른 전체 자기모멘트를 관찰하였으며 이는 상온에서도 강자성 특성이 나타남을 확인하였다.