• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제14권1호
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• pp.40-44
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• 2016

The device coupling between the stacked top/bottom field-effect transistors (FETs) in two types of monolithic 3D inverter (M3INV) with/without a metal layer in the bottom tier is investigated, and then the regime of the thickness T_ILD and dielectric constant ε_r of the inter-layer distance (ILD), the doping concentration N_d (N_a), and length L_g of the channel, and the side-wall length L_SW where the stacked FETs are coupled are studied. When N_d (N_a) < 10¹⁶ cm^-3 and L_SW < 20 nm, the threshold voltage shift of the top FET varies almost constantly by the gate voltage of the bottom FET, but when N_d (N_a) > 10¹⁶ cm^-3 or L_SW > 20 nm, the shift decreases and increases, respectively. M3INVs with T_ILD ≥ 50 nm and ε_r ≤ 3.9 can neglect the interaction between the stacked FETs, but when T_ILD or ε_r do not meet the above conditions, the interaction must be taken into consideration.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.614-615
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• 2016

Junctionless FET(JLFET)로 구성된 적층형 3차원 인버터의 전기적 상호작용을 연구하였다. 상단과 하단 트랜지스터의 사이에 Inter Layer Dielectric (ILD) 두께가 50 nm 이하일 때에 하단 트랜지스터의 게이트 전압에 따라서 상단 트랜지스터에 전류-전압 특성이 급격히 변화하는 모습을 보였다. 따라서, 적층형 구조를 사용할 때에도 두 트랜지스터의 거리에 따른 전기적 상호작용을 고려해야 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.529-530
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• 2017

Junctionless FET(JLFET)로 구성된 적층형 3차원 인버터의 전기적 상호작용을 연구하였다. Inter Layer Dielectirc (ILD) 두께에 따른 상단 JLFET의 $N_{gate}-N_{gate}$ 정전용량과 전달 컨덕턴스의 특성 변화를 하단 JLFET 게이트 전압에 따라서 조사하였다. 상단과 하단 JLFET 사이 간격이 수십 nm 인 적층형 구조를 사용할 때에 두 트랜지스터의 거리에 따른 AC 전기적인 상호작용을 고려해야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2013

Monolithic 3D-IC는 현대 집적회로에서 interconnect로 인해 발생되는 여러 문제들을 해결하기 위해 새롭게 제시되고 있는 기술적 개념으로 구현 시 하위 소자 및 interconnet들에 영향을 주지 않는 저온공정이 필수적이다. 특히 germanium (Ge)은 낮은 녹는점 및 높은 캐리어 이동도 덕분에 3D-IC 구현 시 상위 소자의 channel 물질에 적합한 것으로 알려져 있다. 최근 이러한 Ge을 결정화하기 위해 solid phase crystallization (SPC), metal induced crystallization (MIC), laser annealing과 같은 결정화 방법들이 보고되고 있다. 현재까지 SPC 방법에 의해 얻어진 poly-Ge의 도핑농도 및 이동도와 같은 전기적 특성에 대한 분석은 수행된 바 있으나 3D-IC 공정에 적용이 가능한 MIC 기술을 통해 얻어진 poly Ge 필름에 대한 전기적 특성분석은 부족한 상황이다. 본 연구는 SPC 뿐만 아니라 MIC 방법을 통해 ${\alpha}$-Ge를 결정화시키고 얻어진 poly-Ge 필름의 전기적 특성을 XRD 및 hall effect measurement를 통해 분석하였다. 특히 일반적으로 Ge 내에서 p-type dopant로 동작을 하는 defect과 n-type dopant인 phosphorus 관계를 고려하여 여러 온도에서 SPC 및 MIC에 의해 얻어진 phosphorus doped poly-Ge 필름들의 전기적 특성을 분석하였다.

• ETRI Journal
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• 제25권1호
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• pp.19-24
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• 2003

This paper describes the performance of a Ku-band 5-bit monolithic phase shifter with metal semiconductor field effect transistor (MESFET) switches and the implementation of a ceramic packaged phase shifter for phase array antennas. Using compensation resistors reduced the insertion loss variation of the phase shifter. Measurement of the 5-bit phase shifter with a monolithic microwave integrated circuit demonstrated a phase error of less than $7.5{\circ}$ root-mean-square (RMS) and an insertion loss variation of less than 0.9 dB RMS for 13 to 15 GHz. For all 32 states of the developed 5-bit phase shifter, the insertion losses were $8.2{\pm}1.4$dB, the input return losses were higher than 7.7 dB, and the output return losses were higher than 6.8 dB for 13 to 15 GHz. The chip size of the 5- bit monolithic phase shifter with a digital circuit for controlling all five bits was 2.35 mm ${\times}$1.65 mm. The packaged phase shifter demonstrated a phase error of less than $11.3{\circ}$ RMS, measured insertion losses of 12.2 ${\pm}$2.2 dB, and an insertion loss variation of 1.0 dB RMS for 13 to 15 GHz. For all 32 states, the input return losses were higher than 5.0 dB and the output return losses were higher than 6.2 dB for 13 to 15 GHz. The size of the packaged phase shifter was 7.20 mm${\times}$ 6.20 mm.

• 한국음향학회지
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• 제16권4호
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• pp.76-84
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• 1997

본 논문은 이동통신기기의 핵심부품중 하나인 VCO를 IC로 설계한 내용을 기술하였다. 설계한 VCO는 배리캡을 사용한 LC 동조형발진기로 구현하였다. 사용한 발진소자중 인덕터는 실리콘 IC 구현상의 난점[8]으로 인해 외부로 구성하고 나머지부분을 모두 IC화 하였다. 제작하는데 사용된 마스크 수는 15개이며 칩 사이즈는 1150um${\times}$780um이다. 제작한 VCO IC를 테스트한 결과 전원전압 5V에서 제어전압을 1V에서 3V로 변화시킬때 880MHz 영역에서 동작하였으며 주파수 천이는 425KHz/V, 주파수 편이는 1.97MHz/T, 캐리어 레벨은 -7dBm, 전류소모는 16.7mA이었다. 또한, 위상 잡음은 50KHz 오프셋에서 -80dBc/Hz 이며 중심주파수에 대한 하모닉응답은 -41dBm 이다. 향후 송수신단을 단일 칩화하기 위해서는 외부회로도 실리콘 기판위에 구현할 수 있는 실리콘 MMIC[1][8]에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• ETRI Journal
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• 제21권4호
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• pp.1-8
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• 1999

Thick metal 0.8${\mu}m$ CMOS technology on high resistivity substrate(RF CMOS technology) is demonstrated for the L-band RF IC applications, and we successfully implemented it to the monolithic 900 MHz and 1.9 GHz CMOS LNAs for the first time. To enhance the performance of the RF circuits, MOSFET layout was optimized for high frequency operation and inductor quality was improved by modifying the technology. The fabricated 1.9 GHz LNA shows a gain of 15.2 dB and a NF of 2.8 dB at DC consumption current of 15mA that is an excellent noise performance compared with the offchip matched 1.9 GHz CMOS LNAs. The 900 MHz LNA shows a high gain of 19 dB and NF of 3.2 dB despite of the performance degradation due to the integrating of a 26 nH inductor for input match. The proposed RF CMOS technology is a compatibel process for analog CMOS ICs, and the monolithic LNAs employing the technology show a good and uniform RF performance in a five inch wafer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.338-338
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• 2013

Monolithic three-dimensional integrated circuits (3D-ICs) 구현 시 bonding 과정에서 발생되는 aluminum (Al) 이나 copper (Cu) 등의 interconnect metal의 확산, 열적 스트레스, 결함의 발생, 도펀트 재분포와 같은 문제들을 피하기 위해서는 저온 공정이 필수적이다. 지금까지는 polymer 기반의 bonding이나 Cu/Cu와 같은 metal 기반의 bonding 등과 같은 저온 bonding 방법이 연구되어 왔다. 그러나 이와 같은 bonding 공정들은 공정 시 void와 같은 문제가 발생하거나 공정을 위한 특수한 장비가 필수적이다. 반면, 두 물질의 합금을 이용해 녹는점을 낮추는 eutectic bonding 공정은 저온에서 공정이 가능할 뿐만 아니라 void의 발생 없이 강한 bonding 강도를 얻을 수 있다. Aluminum-germanium (Al-Ge) 및 aluminum-indium (Al-In) 등의 조합이 eutectic bonding에 이용되어 각각 $424^{\circ}C$ 및 $454^{\circ}C$의 저온 공정을 성취하였으나 여전히 $400^{\circ}C$이상의 eutectic 온도로 인해 3D-ICs의 구현 시에는 적용이 불가능하다. 이러한 metal 조합들에 비해 indium (In)과 tin (Sn)은 각각 $156^{\circ}C$ 및 $232^{\circ}C$로 굉장히 낮은 녹는점을 가지고 있기 때문에 In-Sn 조합은 약 $120^{\circ}C$ 정도의 상당히 낮은eutectic 온도를 갖는다. 따라서 본 연구팀은 In-Sn 조합을 이용하여 $200^{\circ}C$ 이하에서monolithic 3D-IC 구현 시 사용될 eutectic bonding 공정을 개발하였다. 100 nm SiO2가 증착된 Si wafer 위에 50 nm Ti 및 410 nm In을 증착하고, 다른Si wafer 위에 50 nm Ti 및 500 nm Sn을 증착하였다. Ti는 adhesion 향상 및 diffusion barrier 역할을 위해 증착되었다. In과 Sn의 두께는 binary phase diagram을 통해 In-Sn의 eutectic 온도인 $120^{\circ}C$ 지점의 조성 비율인 48 at% Sn과 52 at% In에 해당되는 410 nm (In) 그리고 500 nm (Sn)로 결정되었다. Bonding은 Tbon-100 장비를 이용하여 $140^{\circ}C$, $170^{\circ}C$ 그리고 $200^{\circ}C$에서 2,000 N의 압력으로 진행되었으며 각각의 샘플들은 scanning electron microscope (SEM)을 통해 확인된 후, 접합 강도 테스트를 진행하였다. 추가로 bonding 층의 In 및 Sn 분포를 확인하기 위하여 Si wafer 위에 Ti/In/Sn/Ti를 차례로 증착시킨 뒤 bonding 조건과 같은 온도에서 열처리하고secondary ion mass spectrometry (SIMS) profile 분석을 시행하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 충분히 높은 접합 강도를 갖는 In-Sn eutectic bonding 공정을 $140^{\circ}C$의 낮은 공정온도에서 성공적으로 개발하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권3호
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• pp.154-161
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• 2006

This paper describes the new types of ngative differential resistance (NDR) IC applications which use a monolithic quantum-effect device technology based on the RTD/HBT heterostructure design. As a digital IC, a low-power/high-speed MOBILE (MOnostable-BIstable transition Logic Element)-based D-flip flop IC operating in a non-return-to-zero (NRZ) mode is proposed and developed. The fabricated NRZ MOBILE D-flip flop shows high speed operation up to 34 Gb/s which is the highest speed to our knowledge as a MOBILE NRZ D-flip flop, implemented by the RTD/HBT technology. As an analog IC, a 14.75 GHz RTD/HBT differential-mode voltage-controlled oscillator (VCO) with extremely low power consumption and good phase noise characteristics is designed and fabricated. The VCO shows the low dc power consumption of 0.62 mW and good F.O.M of -185 dBc/Hz. Moreover, a high-speed CML-type multi-functional logic, which operates different logic function such as inverter, NAND, NOR, AND and OR in a circuit, is proposed and designed. The operation of the proposed CML-type multi-functional logic gate is simulated up to 30 Gb/s. These results indicate the potential of the RTD based ICs for high speed digital/analog applications.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.207-214
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• 2005

본 연구에서는 스위치, 위상변위기, 감쇄기등 전파제어회로를 설계 및 제작할 수 있는 pHEMT스위치 소자에 적합한 에피구조를 설계하였다. 고성능의 스위치 소자를 위한 pHEMT 채널층 구조는 이중 면도핑층을 가지며 사용 중 게이트 전극의 전계강도가 약한 깊은 쪽 채널층의 Si 면농도가 상층부보다 약 1/4정도 낮을 경우 격리도등 우수한 특성을 보였다. 설계된 에피구조와 ETRI의 $0.5\mu$m pHEMT MMIC 공정을 이용하여 2.4GHz 및 5GHz 대역 표준 무선랜 단말기에 활용 가능한 SPDT Tx/Rx MMIC 스위치를 설계 및 제작하였다. 제작된 SPDT형 스위치는 주파수 6.0 GHz, 동작전압 0/-3V에서 삽입손실 0.849 dB, 격리도 32.638 dB, 그리고 반사손실 11.006 dB의 특성을 보였으며, 전력전송능력인 $P\_{1dB}$는 약 25dBm, 그리고 선형성의 척도인 IIP3는 42 dBm 이상으로 평가되었다. 이와 같은 칩의 성능은 본 연구에서 개발된 SPDT 단일고주파집적회로 스위치가 2.4GHz뿐만 아니라 SGHB 대역 무선랜 단말기에 활용이 충분히 가능함을 말해준다.