• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.159-160
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• 2002

본 논문에서는 반도체 응용부문 중 그 활용도가 높은 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)의 새로운 구조를 제안하였다. 제안한 소자를 가지고 전자회로의 구성할 때 인접 디바이스들과 연계되어 발생되는 래치 업(latch-up)을 근본적으로 제거하고, 개별소자의 완전한 절연을 실현하였으며 누설전류 또한 제거된다. 이는 SOI기판 위에 벌크실리콘 공정을 이용하여 구현된다. 즉, 소자 양옆의 트랜치 웰(Trench-well)과 SOI 기판의 절연층으로 소자의 독립성을 지켜준다. 또한 게이트 절연층을 트랜치 구조로 기존 MOS구조의 채널 부분에 위치시키고 드레인과 소스를 위치시켜 자연적으로 자기정렬이 되어진다. 이와 같은 과정으로 게이트-소스, 게이트-드레인 기생 커패시터의 효과를 현저히 줄일 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.504-508
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• 2010

고전압 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)의 개발로 기존의 GTO(Gate Turnoff Thyristor)가 적용되는 분야에서 더 효율적인 새로운 소자로 인정받고 있다. IGBT는 금속 산화막 반도체 트랜지스터(MOSFET)와 바이폴라 전력 트랜지스터의 장점을 결합한 소자이다. IGBT의 전기적 특성의 변화는 주로 입력단자에 MOSFET와 출력단자에 PNP 트랜지스터의 특성에 달려있다. IGBT의 가장 중요한 설계변수중의 하나인 문턱전압의 변화는 방사선이 존재하는 환경에 게이트 산화막(oxide)에서 전하포획(charge trapping)에 의해 발생되고 에너지 손실을 야기시킨다. 또한, 에너지 손실은 초퍼회로의 인덕턴스 값이 변화될 때 발생됨을 연구한다. 본 논문에서 IGBT의 전기적 특성을 SPICE로 시뮬레이션하고, IGBT 기반 인덕턴스와 문턱전압의 변화에 따른 전기적 특성을 분석하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.146-146
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• 2010

일반적인 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)은 소스와 드레인의 형성을 위해서 불순물을 주입하고 고온의 열처리 과정을 거치게 된다. 이러한 고온의 열처리 과정 때문에 녹는점이 낮은 메탈게이트와 게이트 절연막으로의 high-k 물질의 사용에 제한을 받게된다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위해서 소스와 드레인 영역에 불순물 주입공정 대신에 금속접합을 이용한 Schottky Barrier Tunnel Transistor (SBTT)가 제안되었다. SBTT는 $500^{\circ}C$ 이하의 저온에서 불순물 도핑없이 소스와 드레인의 형성이 가능하며 실리콘에 비해서 수십~수백배 낮은 면저항을 가지며, 단채널 효과를 효율적으로 제어할 수 있는 장점이 있다. 또한 고온공정에 치명적인 단점을 가지고 있는 high-k 물질의 적용 또한 가능케한다. 본 연구에서는 p-type SOI (Silicon-On-Insulator) 기판을 이용하여 Pt-silicide 소스와 드레인을 형성하고 전기적인 특성을 분석하였다. 또한 본 연구에서는 기존의 sidewall을 사용하지 않는 새로운 구조를 적용하여 메탈게이트의 사용을 최적화하였고 게이트 절연막으로써 실리콘 옥사이드를 스퍼터링을 이용하여 증착하였기 때문에 저온공정을 성공적으로 수행할 수 있었다. 이러한 게이트 절연막은 열적으로 형성시키지 않고도 70 mv/dec 대의 우수한 subthreshold swing 특성을 보이는 것을 확인하였고, $10^8$정도의 높은 on/off current ratio를 갖는 것을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권1호
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• pp.1-7
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• 2013

In this paper, a biosensor based on a gated lateral bipolar junction transistor (BJT) is proposed. The gated lateral BJT can function as both a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) and a BJT. By using the self-assembled monolayer (SAM) method, the C-reactive protein antibodies were immobilized on the floating gate of the device as the sensing membrane. Through the experiments, the characteristics of the biosensor were analyzed in this study. According to the results, it is indicated that the gated lateral BJT device can be successfully applied as a biosensor. Additionally, we found that the sensitivity of the gated lateral BJT can be varied by adjusting the emitter (source) bias.

• ETRI Journal
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• 제36권5호
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• pp.829-834
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• 2014

In this paper, a lateral power metal-oxide-semiconductor field-effect transistor with ultra-low specific on-resistance is proposed to be applied to a high-voltage (up to 200 V) integrated chip. The proposed structure has two characteristics. Firstly, a high level of drift doping concentration can be kept because a tilt-implanted p-drift layer assists in the full depletion of the n-drift region. Secondly, charge imbalance is avoided by an extended trench gate, which suppresses the trench corner effect occurring in the n-drift region and helps achieve a high breakdown voltage (BV). Compared to a conventional trench gate, the simulation result shows a 37.5% decrease in $R_{on.sp}$ and a 16% improvement in BV.

• 센서학회지
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• 제19권4호
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• pp.306-312
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• 2010

We have detected deoxynivalenol(DON) using a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor(MOSFET)-based biosensor. The MOSFET-based biosensor is fabricated by a standard complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) process, and the biosensor's electrical characteristics were investigated. The output of the sensor was stabilized by employing a reference electrode that applies a fixed bias to the gate. Au which has a chemical affinity for thiol was used as the gate metal to immobilize a self-assembled monolayer(SAM) made of 16-mercaptohexadecanoic acid(MHDA). The SAM was used to immobilize anti-deoxynivalenol antibody. The carboxyl group of the SAM was bound to the anti- deoxynivalenol antibody. Anti-deoxynivalenol antibody and deoxynivalenol were bound by an antigen-antibody reaction. In this study, it is confirmed that the MOSFET-based biosensor can detect deoxynivalenol at concentrations as low as 0.1 ${\mu}g$/ml. The measurements were performed in phosphate buffered saline(PBS; pH 7.4) solution. To verify the interaction among the SAM, antibody, and antigen, surface plasmon resonance(SPR) measurements were performed.

• 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.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제11권4호
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• pp.288-292
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• 2013

In this paper, a carbon implant is investigated in detail from the perspectives of performance advantages and side effects for the thick n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (n-MOSFET). Threshold voltage ($V_{th}$) adjustment using a carbon implant significantly improves the $V_{th}$ mismatch performance in a thick (3.3-V) n-MOS transistor. It has been reported that a bad mismatch occurs particularly in the case of 0.11-${\mu}m$ $V_{th}$ node technology. This paper investigates a carbon implant process as a promising candidate for the optimal $V_{th}$ roll-off curve. The carbon implant makes the $V_{th}$ roll-off curve perfectly flat, which is explained in detail. Further, the mechanism of hot carrier injection lifetime degradation by the carbon implant is investigated, and new process integration involving the addition of a nitrogen implant in the lightly doped drain process is offered as its solution. This paper presents the critical side effects, such as Isub increases and device performance shifts caused by the carbon implant and suggests an efficient method to avoid these issues.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권10호
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• pp.14-22
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• 2010

기존의 n-type metal-oxide-semiconductor field effect transistor(NMOSFET)은 $n^+/p^{(+)}/n^+$ type의 이온 주입을 통하여 소스/채널/드레인 영역을 형성하게 된다. 30 nm 이하의 채널 길이를 갖는 초미세 소자를 제작함에 있어서 설계한 유효 채널 길이를 정확하게 얻기 위해서는 주입된 이온들을 완전히 activation하여 전류 수준을 향상시키면서도 diffusion을 최소화하기 위해 낮은 thermal budget을 갖도록 공정을 설계해야 한다. 실제 공정에서의 process margin을 완화할 수 있도록 오히려 p-type 채널을 형성하져 않으면서도 기존의 NMOSFET의 동작을 온전히 구현할 수 있는 junctionless(JL) MOSFET이 연구중이다. 본 논문에서는 3차원 소자 시뮬레이션을 통하여 silicon nanowire(SNW) 구조에 접목시킨 JL MOSFET을 최적 설계하고 그러한 조건의 소자에 대하여 conductance, maximum oscillation frequency($f_{max}$), current gain cut-off frequency($f_T$) 등의 기본적인 고주파 특성을 분석한다. 채널 길이는 30 nm이며 설계 변수는 채널 도핑 농도와 채널 SNW의 반지름이다. 최적 설계된 JL SNW NMOSFET에 대하여 동작 조건($V_{GS}$ = $V_{DS}$ = 1.0 V)에서 각각 367.5 GHz, 602.5 GHz의 $f_T$, $f_{max}$를 얻을 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.204-209
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• 2002

A PDP(Plasma Display Panel) module consists of a discharge panel, a SMPS(Switched Mode Power Supply) for power supply, driving boards for panel control, and a logic board. Driving boards supply high voltage pulses to induce glow discharge in the PDP panel. The electrical pulses excite the circuit elements and subsequently generate acoustic noises. The main sources of the noise in the circuit are the transformer of SMPS and the power MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) of driving boards, and the heat sinks often amplify the noise level. The reduction of the acoustic noises was achieved by modifying both the structural and circuit elements. The structural method was executed by the improvement of heat sinks. The optimization of SMPS and condensers was carried out for the circuit elements.