• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.2016-2019
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• 1997

To solve the low efficiency problem of low-voltage power supplies, it has been studied to replace the schottky barrier diode with the MOSFET synchronous rectifier. In this paper, Phase Shift-Controlled Clamp Mode Zero Voltage Switching-Multi Resonant Converter with Synchronous Rectifier (PSC CM ZVS-MRC with SR) is presented to achieve high efficiency in low-voltage power supplies. The characteristics analysis of synchronous rectifier is established by using the MOSFET equivalent circuit and efficiency comparison is established between the Synchronous Rectifier and the schottky barrier diode. To verify the validity of the analysis, 33W(3.3V, 10A) PSC CM ZVS-MRC with self-driven synchronous rectifier at switching frequency of 1MHz is designed and tested. And it is confirmed that the experimental results are well consistent with the theoretical results. The maximum efficiency of the converter is 83.4% at full load, which is 3.3% higher than conventional schottky diode rectification.

• 센서학회지
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• 제20권3호
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• pp.156-161
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• 2011

We fabricated a schottky barrier metal oxide semiconductor field effect transistor(SB-MOSFET) by applying indium-tin-oxide(ITO) to the source/drain on a highly resistive GaN layer grown on a silicon substrate. The MOSFET, with 10 ${\mu}M$ gate length and 100 ${\mu}M$ gate width, exhibits a threshold gate voltage of 2.7 V, and has a sub-threshold slope of 240 mV/dec taken from the $I_{DS}-V_{GS}$ characteristics at a low drain voltage of 0.05 V. The maximum drain current is 18 mA/mm and the maximum transconductance is 6 mS/mm at $V_{DS}$=3 V. We observed that the spectral photo-response characterization exhibits that the cutoff wavelength was 365 nm, and the UV/visible rejection ratio was about 130 at $V_{DS}$ = 5 V. The MOSFET-type UV detector using ITO, has a high UV photo-responsivity and so is highly applicable to the UV image sensors.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권2호
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• pp.153-162
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• 2014

We show that carbon nanotube sensors with gold particles on the single-walled carbon nanotube (SWNT) network operate as Schottky barrier transistors, in which transistor action occurs primarily by varying the resistance of Au-SWNT junction rather than the channel conductance modulation. Transistor characteristics are calculated for the statistically simplified geometries, and the sensing mechanisms are analyzed by comparing the simulation results of the MOSFET model and Schottky junction model with the experimental data. We demonstrated that the semiconductor MOSFET effect cannot explain the experimental phenomena such as the very low limit of detection (LOD) and the logarithmic dependence of sensitivity to the DNA concentration. By building an asymmetric concentric-electrode model which consists of serially-connected segments of CNTFETs and Schottky diodes, we found that for a proper explanation of the experimental data, the work function shifts should be ~ 0.1 eV for 100 pM DNA concentration and ~ 0.4 eV for $100{\mu}M$.

• ETRI Journal
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• 제38권2호
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• pp.244-251
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• 2016

In this paper, we investigate the electrical characteristics of two trench-gate-type super-barrier rectifiers (TSBRs) under different p-body implantation conditions (low and high). Also, design considerations for the TSBRs are discussed in this paper. The TSBRs' electrical properties depend strongly on their respective p-body implantation conditions. In the case of the TSBR with a low p-body implantation condition, it exhibits MOSFET-like properties, such as a low forward voltage ($V_F$) drop, high reverse leakage current, and a low peak reverse recovery current owing to a majority carrier operation. However, in the case of the TSBR with a high p-body implantation condition, it exhibits pn junction diode.like properties, such as a high $V_F$, low reverse leakage current, and high peak reverse recovery current owing to a minority carrier operation. As a result, the TSBR with a low p-body implantation condition is capable of operating as a MOSFET, and the TSBR with a high p-body implantation condition is capable of operating as either a pn junction diode or a MOSFET, but not both at the same time.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1993년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.110-113
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• 1993

The MOSFET synchronous rectification in the Active-Clamp Forward converter is presented. The Active-Clamp Forward converter has little dead time during the off time of the main switch and it is suitable for the MOSFET synchronous rectification comparing to the other Forward converter topologics. Using the MOSFET synchronous rectification on the Active-Clamp Forward converter with 3.3[V] output and 500[kHz] switching frequency, the improvement of efficiency is achieved comparing with the conventional Schottky barrier diode rectification.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.438-439
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• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

• 센서학회지
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• 제27권3호
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• pp.150-155
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• 2018

Three different structures of GaN MOSFETs with trap distributions, trap levels, and densities were simulated, and its results were analyzed. Two of them are Schottky barrier MOSFETs(SB-MOSFETs): one with a p-type GaN body while the other is in the accumulation mode MOSFET with an undoped GaN body and regrown source/drain. The trap levels, distributions and densities were considered based on the measured or calculated properties. For the SB-MOSFET, the interface trap distribution affected the threshold voltage significantly, but had a relatively small influence on the subthreshold swing, while the bulk trap distribution affects the subthreshold swing more.

• 센서학회지
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• 제28권3호
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• pp.152-156
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• 2019

An ultraviolet (UV) image sensor is an extremely important optoelectronic device used in scientific and medical applications because it can detect images that cannot be obtained using visible or infrared image sensors. Because photodetectors and transistors are based on different materials, conventional UV imaging devices, which have a hybrid-type structure, require additional complex processes such as a backside etching of a GaN epi-wafer and a wafer-to-wafer bonding for the fabrication of the image sensors. In this study, we developed a monolithic GaN UV passive pixel sensor (PPS) by integrating a GaN-based Schottky-barrier type transistor and a GaN UV photodetector on a wafer. Both individual devices show good electrical and photoresponse characteristics, and the fabricated UV PPS was successfully operated under UV irradiation conditions with a high on/off extinction ratio of as high as $10^3$. This integration technique of a single pixel sensor will be a breakthrough for the development of GaN-based optoelectronic integrated circuits.