• 제목/요약/키워드: Metal oxide semiconductor

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자체 증폭에 의하여 저 전압 구동이 가능한 이중 게이트 구조의 charge trap flash (CTF) 타입의 메모리

  • 장기현;장현준;박진권;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.185-185
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    • 2013
  • 반도체 트랜지스터의 집적화 기술이 발달하고 소자가 나노미터 크기로 집적화 됨에 따라 문턱 전압의 변동, 높은 누설 전류, 문턱전압 이하에서의 기울기의 열화와 같은 단 채널 효과가 문제되고 있다. 이러한 문제점들은 비 휘발성 플래시 메모리에서 메모리 윈도우의 감소에 따른 retention 특성을 저하시킨다. 이중 게이트 구조의 metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs)은 이러한 단 채널 효과 중에서도 특히 문턱 전압의 변동을 억제하기 위해 제안되었다. 이중 게이트 MOSFETs는 상부 게이트와 하부 게이트 사이의 capacitive coupling을 이용하여 문턱전압의 변동의 제어가 용이하다는 장점을 가진다.기존의 플래시 메모리는 쓰기 및 지우기 (P/E) 동작, 그리고 읽기 동작이 채널 상부의 컨트롤 게이트에 의하여 이루어지며, 메모리 윈도우 및 신뢰성은 플로팅 게이트의 전하량의 변화에 크게 의존한다. 이에 따라 메모리 윈도우의 크기가 결정되고, 높은 P/E 전압이 요구되며, 터널링 산화막에 인가되는 높은 전계에 의하여 retention에서의 메모리 윈도우의 감소와 산화막의 물리적 손상을 초래하기 때문에 신뢰성 및 수명을 열화시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는, 상부 게이트 산화막과 하부 게이트 산화막 사이의 capacitive coupling 효과에 의하여 하부 게이트로 읽기 동작을 수행하면 메모리 윈도우를 크게 증폭시킬 수 있고, 이에 따라 동작 전압을 감소시킬 수 있는 이중 게이트 구조의 플래시 메모리를 제작하였다. 그 결과, capacitive coupling 효과에 의하여 크게 증폭된 메모리 윈도우를 얻을 수 있음을 확인하였고, 저전압 구동 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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CMOS 이미지 센서용 Au 플립칩 범프의 초음파 접합 (Ultrasonic Bonding of Au Flip Chip Bump for CMOS Image Sensor)

  • 구자명;문정훈;정승부
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.19-26
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 CMOS 이미지 센서용 Au 플립칩 범프와 전해 도금된 Au 기판 사이의 초음파 접합의 가능성 연구이다. 초음파 접합 조건을 최적화하기 위해서, 대기압 플라즈마 세정 후 접합 압력과 시간을 달리하여 초음파 접합 후 전단 시험을 실시하였다. 범프의 접합 강도는 접합 압력과 시간 변수에 크게 좌우되었다. Au 플립칩 범프는 상온에서 성공적으로 하부 Au 도금 기판과 접합되었으며, 최적 조건 하에서 접합 강도는 약 73 MPa이었다.

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삼각형 모양의 출력 전류 모형을 이용한 CMOS 인버터 지연 모사 (CMOS Inverter Delay Model Using the Triangle-shaped Waveform of Output Current)

  • 최득성
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제48권3호
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    • pp.1-9
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    • 2011
  • 본 연구는 submicrometer CMOS 인버터의 신호 전달 지연에 대한 모사로서 출력 전류 파형을 삼각형 모양으로 근사하고 두 개의 실험적 변수를 사용하여 구현 하였다. 본 모사의 결과는 HSPICE 결과와 매우 부합된 결과를 보인다. 모델의 시뮬레이션 결과 인버터 지연 값과 jitter의 최대 오류치는 각각 0.6%와 2.8% 이하의 결과를 보인다. 앞선 연구자들의 결과와 비교해 볼 때 본 연구의 모사는 작은 동작 전압에서 더 나은 결과를 보이는 특성을 가지고 있다. 이러한 모사의 결과를 실험적으로 증명하기 위해 인버터 체인을 제작 하였고 인버터 지연과 jitter 특성을 평가하였다. 제작된 시료의 결과는 새로운 모델과 매우 근사한 값을 보인다.

High-Isolation SPDT RF Switch Using Inductive Switching and Leakage Signal Cancellation

  • Ha, Byeong Wan;Cho, Choon Sik
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제14권4호
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    • pp.411-414
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    • 2014
  • A switch is one of the most useful circuits for controlling the path of signal transmission. It can be added to digital circuits to create a kind of gate-level device and it can also save information into memory. In RF subsystems, a switch is used in a different way than its general role in digital circuits. The most important characteristic to consider when designing an RF switch is keeping the isolation as high as possible while also keeping insertion loss as low as possible. For high isolation, we propose leakage signal cancellation and inductive switching for designing a singlepole double-throw (SPDT) RF switch. By using the proposed method, an isolation level of more than 23 dB can be achieved. Furthermore, the heterojunction bipolar transistor (HBT) process is used in the RF switch design to keep the insertion loss low. It is demonstrated that the proposed RF switch has an insertion loss of less than 2 dB. The RF switch operates from 1 to 8 GHz based on the $0.18-{\mu}m$ SiGe HBT process, taking up an area of $0.3mm^2$.

GaN MOSFET을 이용한 고밀도, 고효율 48V 버스용 3-출력 Buck Converter 설계 (A High Efficiency, High Power-Density GaN-based Triple-Output 48V Buck Converter Design)

  • 이상민;이승환
    • 전력전자학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.412-419
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    • 2020
  • In this study, a 70 W buck converter using GaN metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is developed. This converter exhibits over 97 % efficiency, high power density, and 48 V-to-12 V/1.2 V/1 V (triple output). Three gate drivers and six GaN MOSFETs are placed in a 1 ㎠ area to enhance power density and heat dissipation capacity. The theoretical switching and conduction losses of the GaN MOSFETs are calculated. Inductances, capacitances, and resistances for the output filters of the three buck converters are determined to achieve the desired current, voltage ripples, and efficiency. An equivalent circuit model for the thermal analysis of the proposed triple-output buck converter is presented. The junction temperatures of the GaN MOSFETs are estimated using the thermal model. Circuit operation and temperature analysis are evaluated using a circuit simulation tool and the finite element analysis results. An experimental test bed is built to evaluate the proposed design. The estimated switch and heat sink temperatures coincide well with the measured results. The designed buck converter has 130 W/in3 power density and 97.6 % efficiency.

$LiMbO_3$ 강유전체 박막을 이용한 MFS 디바이스의 Retention 및 Fatigue 특성 (Retention and Fatigue Properties of MFS Devices using Ferroelectric $LiMbO_3$ Thin Films)

  • 정순원;김채규;김용성;김진규;이남열;김광호;유병곤;이원재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.17-20
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    • 1999
  • The retention and fatigue properties of ferroelectric LiNbO$_3$ thin films were studied. Metal-ferroelectric-semiconductor(MFS) devices by using rapid thermal annealed LiNbO$_3$/Si structures were successfully fabricated and demonstrated nonvolatile memory operations of the MFS devices. The I$_{D}$-V$_{G}$ characteristics of MFSFET\`s showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin film. The ferroelectric capacitors showed practically no polarization degradation up to about 10$^{10}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulse (peak-to-peak 6V, 50% duty cycle) in the 500kHz. The retention properties of the LiNbO$_3$ thin films were quite good up to about 10$^{3}$ s . s .

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Demonstration of Time- and Wavelength-Division Multiplexed Passive Optical Network Based on VCSEL Array

  • Mun, Sil-Gu;Lee, Eun-Gu;Lee, Jie Hyun;Park, Heuk;Kang, Sae-Kyoung;Lee, Han Hyub;Kim, Kwangok;Doo, Kyeong-Hwan;Lee, Hyunjae;Chung, Hwan Seok;Lee, Jong Hyun;Lee, Sangsoo;Lee, Jyung Chan
    • ETRI Journal
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    • 제38권1호
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    • pp.9-17
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    • 2016
  • We demonstrate a time- and wavelength-division multiplexed passive optical network system employing a vertical-cavity surface-emitting laser array-based optical line terminal transceiver and a tunable bidirectional optical subassembly-based optical network terminal transceiver. A packet error-free operation is achieved after a 40 km single-mode fiber bidirectional transmission. We also discuss an arrayed waveguide grating, a photo detector array based on complementary metal-oxide-semiconductor photonics technologies, and low-cost key devices for deployment in access networks.

Design of Parasitic Inductance Reduction in GaN Cascode FET for High-Efficiency Operation

  • Chang, Woojin;Park, Young-Rak;Mun, Jae Kyoung;Ko, Sang Choon
    • ETRI Journal
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    • 제38권1호
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    • pp.133-140
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    • 2016
  • This paper presents a method of parasitic inductance reduction for high-speed switching and high-efficiency operation of a cascode structure with a low-voltage enhancement-mode silicon (Si) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) and a high-voltage depletion-mode gallium nitride (GaN) fielde-ffect transistor (FET). The method is proposed to add a bonding wire interconnected between the source electrode of the Si MOSFET and the gate electrode of the GaN FET in a conventional cascode structure package to reduce the most critical inductance, which provides the major switching loss for a high switching speed and high efficiency. From the measured results of the proposed and conventional GaN cascode FETs, the rising and falling times of the proposed GaN cascode FET were up to 3.4% and 8.0% faster than those of the conventional GaN cascode FET, respectively, under measurement conditions of 30 V and 5 A. During the rising and falling times, the energy losses of the proposed GaN cascode FET were up to 0.3% and 6.7% lower than those of the conventional GaN cascode FET, respectively.

Printed Organic One-Time Programmable ROM Array Using Anti-fuse Capacitor

  • Yang, Byung-Do;Oh, Jae-Mun;Kang, Hyeong-Ju;Jung, Soon-Won;Yang, Yong Suk;You, In-Kyu
    • ETRI Journal
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    • 제35권4호
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    • pp.594-602
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    • 2013
  • This paper proposes printed organic one-time programmable read-only memory (PROM). The organic PROM cell consists of a capacitor and an organic p-type metal-oxide semiconductor (PMOS) transistor. Initially, all organic PROM cells with unbroken capacitors store "0." Some organic PROM cells are programmed to "1" by electrically breaking each capacitor with a high voltage. After the capacitor breaking, the current flowing through the PROM cell significantly increases. The memory data is read out by sensing the current in the PROM cell. 16-bit organic PROM cell arrays are fabricated with the printed organic PMOS transistor and capacitor process. The organic PROM cells are programmed with -50 V, and they are read out with -20 V. The area of the 16-bit organic PROM array is 70.6 $mm^2$.

The Microbe Removing Characteristics Caused by Dirty Water Using a Simple Pulsed Power System

  • Kim, Hee-je;Song, Keun-ju;Song, Woo-Jung;Kim, Su-Weon;Park, Jin--Young;Joung, Jong-Han
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제4C권3호
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    • pp.91-95
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    • 2004
  • The pulsed power system is widely available for use in pulse generator applications. Generally, the pulse generator is required for very short pulse width and high peak value. We have designed and fabricated our own pulsed type power system and through its use, we investigated microbe removal characteristics. This paper introduces a simple pulsed power system for removing various microbes caused by dirty water. This system includes a 2 times power supply circuit, IR2110 operated by using a fixed voltage regulator 7812 and 7805, and the switching MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). We can also control this process by using a PIC one chip microprocessor. As a result, we can obtain good removing characteristics of various microbes by adjusting the charging voltage, the pulse repetition rate and the electrical field inducing time.