This paper describes the design and fabrication of the polysilicon selfaligned bipolar transistor with 1.6\ulcorner epitaxy and SWAMI isolation technologies. This transistor has two levels of polysilicon. Also emitter and adjacent edge of polysilicon base contact of this PSA device are defined by the same mask, and emitter feature size is 2x4 \ulcorner. DC characteristic of the fabricated transistor was evaluated and analyzed for the SPICE input parameters. The minimum propagation delay time per gate of 330 ps at 1mW was obtained with 41 stage CML ring oscillator.
In this paper, a new structure of fully differential delay cell VCO using quadrature phase for low phase noise and high speed operation is suggested. It is realized by inserting voltage clamp circuit into input pairs of delay cells that include three-control current source having high output impedance. In this reason. this newly designed delay cell for VCO has the low power supply sensitivity so that the phase noise can be reduced. The whole characteristics of VCO were simulated by using HSPICE and SABER. Simulation results show that the phase noise of new VCO is quite small compared with conventional fully differential delay cell VCO and ring oscillator type VCO. It is also very beneficial to low power supply design because of wide tuning range.
Metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) are continuously scaling down in the nanoscale region to improve the functionality of integrated circuits. The scaling down of MOSFET devices causes short-channel effects in the nanoscale region. In nanoscale region, leakage current components are increasing, resulting in substantial power dissipation. Very large-scale integration designers are constantly exploring different effective methods of mitigating the power dissipation. In this study, a transistor-level input-controlled stacking (ICS) approach is proposed for minimizing significant power dissipation. A low-power ICS approach is extensively discussed to verify its importance in low-power applications. Circuit reliability is monitored for process and voltage and temperature variations. The ICS approach is designed and simulated using Cadence's tools and compared with existing low-power and high-speed techniques at a 22-nm technology node. The ICS approach decreases power dissipation by 84.95% at a cost of 5.89 times increase in propagation delay, and improves energy dissipation reliability by 82.54% compared with conventional circuit for a ring oscillator comprising 5-inverters.
To fabricate digital I\ulcorner devices which are compatible with analog devices in a chip, phosphorus is implanted in the buried layer of I\ulcorner part which has already been diffused with arsenic impurity. Experimental results show that the muminim propagation delay time of I\ulcorner ring oscillator is 16-18 ns when the upward current gain of I\ulcorner transistor is 6-10.
This paper describes the CMOS standard cell library implemented in double metal single poly gate process with 3\ulcornerm design rule, and its results of testing. This standard cell library contains total 33 cells of random logic gates, flip-flop gates and input/output buffers. All of cell was made to have the equal height of 98\ulcornerm, and width in multiple constant grid of 9 \ulcornerm. For cell data base, the electric characteristics of each cell is investigated and delay is characterized in terms of fanout. As the testing results of Ring Oscillator among the cell library, the average delay time for Inverter is 1.05 (ns), and the delay time due to channel routing metal is 0.65(ps)per unit length.
급격한 공정 기술의 발전과 새로운 소재의 도입은 공정 제어를 어렵게 할 뿐만 아니라, 공정 편차를 증가시킨다. 이러한 공정 편차는 레이아웃상의 데이타와 실제 웨이퍼 상의 데이타간의 차이를 유발시킴으로써, 설계자가 원하는 성능을 갖는 회로를 구현하는데 많은 장애가 되고 있다. 따라서, 본 논문은 공정 편차가 회로의 특성에 미치는 영향을 $0.13{\mu}m$ 이하의 설계에 반영 할 수 있도록 배선의 worstcase를 정확하고 빠르게 결정할 수 있는 새로운 설계 환경을 구현하였다. 이를 위하여 Common Geometry와 Maximum Probability 기법을 개발하였으며, 이들을 기반으로 새로운 worstcase 최적화 알고리즘을 제안하였다. 본 논문께서 제안된 알고리즘의 정확성 검증은 UMC $0.13{\mu}m$ Logic 공정을 사용하여 제작된 31단 Ring Oscillator의 시간 지연(Delay time)을 측정값과 비교하였다. 검증 결과, 제안된 알고리즘을 사용하여 worstcase 최적화를 할 경우, 신호선 위에 도선이 있는 경우와 없는 경우 모두 상대 오차가 1.0% 내외로 기존의 optimizer를 사용한 경우에 비하여 두배이상 정확함을 알 수 있었다. 또한, 새로운 worstcase 설계 환경을 사용하여 최적화한 경우, 기존의 optimizer를 사용하여 최적화한 경우에 비하여 worstcase 최적화 속도가 약 32.01% 단축되었음을 확인하였다. 더불어, 기존의 방법으로 정확한 시뮬레이션이 어려웠던 비정규분포를 갖는 경우에 대해서도 정확한 worstcase를 예측함을 확인하였다.
본 논문에서는 자동차 계기판의 OLED 디스플레이 모듈용 One-chip DC-DC 변환기 회로를 제안하였다. 전하 펌핑 방식의 OLED 패널 구동전압 회로는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용한 DC-DC 변환기 회로에 비해 소형화, 저가격 및 낮은 EMI 특성을 갖는다. 그리고 Bulk-potential 바이어싱 회로를 사용하므로 전하 펌핑 시 기생하는 PNP BJT에 의한 전하 손실을 방지하도록 하였고, 밴드갭 기준전압 발생기의 Start-up 회로에서 전류소모를 기존 BGR 회로에 비해 42% 줄였고 VDD의 링 발진기 회로에 로직전원인 VLP를 사용하여 링 발진기기 레이아웃 면적을 줄였다. 또한 OLED 구동전압인 VDD의 구동 전류는 OLED 패널에서 요구하는 40mA 이상이다. $0.25{\mu}m$ High-voltage 공정을 이용하여 테스트 칩을 제작 중에 있으며, 레이아웃 면적은$477{\mu}m{\times}653{\mu}m$이다.
양호한 특성의 I2L 구조를 구현하기 위한 새로운 공정을 제안하였다. 이 구조에서는, extrinsic base 의 불순물 농도가 높으며, 또한 collector는 불순물 농도가 낮은 intrinsic base와 self align된다. 제안한 공정에서는 spin-on source를 확산원으로 사용하였고, mask 단계를 줄이기 위하여 열처리로 단단해진 spin-on source를 확산 mask로 사용하였다. 이 공정에 의하여 13단 ring oscil-lator를 포함한 시험소자를 6.5μm의 epi 충을 갖는 n/n+ silicon wafer 상에 제작하였다. 제작한 시험소자의 특성은, collector가 세 개인 I2L의 경우 npn transistor의 상향 전류이득은 최대치가 8이었으며, collector가 하나인 I2L의 속도전력적과 최소 전달 지연시간은 각각3.5 pJ과 50ns 이었다.
전류제한 에피 구조를 적용하여 MINT에서 개발한 최적화된 공정방법으로 InP Gunn 다이오드 칩을 제작하고 칩을 이용하여 MINT의 최적화된 조건을 이용하여 패키지 하였다. 또한 제작된 패키지 InP Gunn 다이오드의 RF 특성을 측정하기 위하여 2체배 구조의 W-band 도파관 FTO(Fixed Tuned Oscillator)를 설계 및 제작하였다. 패키지된 InP Gunn 다이오드는 ceramic ring, Au plating stud와 lid 그리고 Maltese cross로 구성되어있다. 측정된 20개의 InP Gunn 다이오드는 최대 전류가 399 mA의 전류특성을 가지고 92.9~94.78 GHz에서 발진하였고 11.8~17.8 dBm 의 출력전력을 얻었다.
Kim, Sungwoo;Jang, Sungchun;Cho, Sung-Yong;Choo, Min-Seong;Jeong, Gyu-Seob;Bae, Woorham;Jeong, Deog-Kyoon
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제16권6호
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pp.860-866
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2016
An injection-locked ring phase-locked loop (ILRPLL) using a charge-stored complementary switch (CSCS) injection technique is described in this paper. The ILRPLL exhibits a wider lock range compared to other conventional ILRPLLs, owing to the improvement of the injection effect by the proposed CSCS. A frequency calibration loop and a device mismatch calibration loop force the frequency error to be zero to minimize jitter and reference spur. The prototype chip fabricated in 65-nm CMOS technology achieves a $285-fs_{rms}$ integrated jitter at GHz from the reference clock of 52 MHz while consuming 7.16 mW. The figure-of-merit of the ILRPLL is -242.4 dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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