• 제목/요약/키워드: floating gate

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전송 게이트가 내장된 Gate/Body-Tied P-Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor 구조 광 검출기를 이용한 감도 가변형 능동 화소 센서 (Adjusting the Sensitivity of an Active Pixel Sensor Using a Gate/Body-Tied P-Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor-Type Photodetector With a Transfer Gate)

  • 장준영;이제원;권현우;서상호;최평;신장규
    • 센서학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.114-118
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    • 2021
  • In this study, the sensitivity of an active pixel sensor (APS) was adjusted by employing a gate/body-tied (GBT) p-channel metal-oxide semiconductor field-effect transistor (PMOSFET)-type photodetector with a transfer gate. A GBT PMOSFET-type photodetector can amplify the photocurrent generated by light. Consequently, APSs that incorporate GBT PMOSFET-type photodetectors are more sensitive than those APSs that are based on p-n junctions. In this study, a transfer gate was added to the conventional GBT PMOSFET-type photodetector. Such a photodetector can adjust the sensitivity of the APS by controlling the amount of charge transmitted from the drain to the floating diffusion node according to the voltage of the transfer gate. The results obtained from conducted simulations and measurements corroborate that, the sensitivity of an APS, which incorporates a GBT PMOSFET-type photodetector with a built-in transfer gate, can be adjusted according to the voltage of the transfer gate. Furthermore, the chip was fabricated by employing the standard 0.35 ㎛ complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology, and the variable sensitivity of the APS was thereby experimentally verified.

이식형 심장 박동 조절 장치용 저 전력 4차 대역통과 Gm-C 필터 (Low-Power 4th-Order Band-Pass Gm-C Filter for Implantable Cardiac Pacemaker)

  • 임승현;한건희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권1호
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    • pp.92-97
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    • 2009
  • 저 전력 소모는 의료용 이식 장치에서 매우 중요한 요소가 된다. 본 논문에 제안된 이식형 심장 박동 조절기의 감지 단에 필요한 저 전력 4차 Gm-C 필터는 다단 증폭 단으로 구현 되었다. 매우 큰 시상수를 구현하기 위해서 전류 분할 및 플로팅-게이트 기법이 적용된 OTA가 사용되었다. 측정 결과, 필터는 50 dB의 SFDR을 가지며, $1.8{\mu}$, W의 전력이 소모되었다. 전원 전압은 1.5 V가 공급되었고, 코어는 $2.4\;mm{\times}1.3\;mm$의 실리콘 면적을 차지한다. 제안된 필터는 1-poly 4-metal $0.35-{\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되었다.

SOI 핸들 웨이퍼에 고정된 광다이오드를 가진 SOI CMOS 이미지 센서 (SOI CMOS image sensor with pinned photodiode on handle wafer)

  • 조용수;최시영
    • 센서학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.341-346
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    • 2006
  • We have fabricated SOI CMOS active pixel image sensor with the pinned photodiode on handle wafer in order to reduce dark currents and improve spectral response. The structure of the active pixel image sensor is 4 transistors APS which consists of a reset and source follower transistor on seed wafer, and is comprised of the photodiode, transfer gate, and floating diffusion on handle wafer. The source of dark current caused by the interface traps located on the surface of a photodiode is able to be eliminated, as we apply the pinned photodiode. The source of dark currents between shallow trench isolation and the depletion region of a photodiode can be also eliminated by the planner process of the hybrid bulk/SOI structure. The photodiode could be optimized for better spectral response because the process of a photodiode on handle wafer is independent of that of transistors on seed wafer. The dark current was about 6 pA at 3.3 V of floating diffusion voltage in the case of transfer gate TX = 0 V and TX=3.3 V, respectively. The spectral response of the pinned photodiode was observed flat in the wavelength range from green to red.

Scaled SONOSFET를 이용한 NAND형 Flash EEPROM (The NAND Type Flash EEPROM Using the Scaled SONOSFET)

  • 김주연;권준오;김병철;서광열
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.145-150
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    • 1998
  • 8$\times$8 bit scaled SONOSFET NAND type flash EEPROM that shows better characteristics on cell density and endurance than NOR type have been designed and its electrical characteristics are verified with computer aided simulation. For the simulation, the spice model parameter was extracted from the sealed down SONOSFET that was fabricated by $1.5mutextrm{m}$ topological design rule. To improve the endurance of the device, the EEPROM design to have modified Fowler-Nordheim tunneling through the whole channel area in Write/Erase operation. As a result, it operates Write/Erase operation at low current, and has been proven Its good endurance. The NAND type flash EEPROM, which has upper limit of V$_{th}$, has the upper limit of V$_{th}$ as 4.5V. It is better than that of floating gate as 4V. And a EEPROM using the SONOSFET without scaling (65$\AA$-l65$\AA$-35$\AA$), was also designed and its characteristics have been compared. It has more possibliity of error from the V$_{th}$ upper limit as 4V, and takes more time for Read operation due to low current. As a consequence, it is proven that scaled down SONOSFET is more pertinent than existing floating gate or SONOSFET without scaling for the NAND type flash EEPROM.EPROM.

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50nm 급 낸드플래시 메모리에서의 Program/Erase 스피드 측정을 통한 트랩 생성 분석 (Trap Generation Analysis by Program/Erase Speed Measurements in 50 nm Nand Flash Memory)

  • 김병택;김용석;허성회;유장민;노용한
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.300-304
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    • 2008
  • A novel characterization method was investigated to estimate the trap generation during the program /erase cycles in nand flash memory cell. Utilizing Fowler-Nordheim tunneling current, floating gate potential and oxide electric field, we established a quantitative model which allows the knowledge of threshold voltage (Vth) as a function of either program or erase operation time. Based on our model, the derived results proved that interface trap density (Nit) term is only included in the program operation equation, while both Nit and oxide trap density (Not) term are included in the erase operation equation. The effectiveness of our model was tested using 50 nm nand flash memory cell with floating gate type. Nit and Not were extracted through the analysis of Program/Erase speed with respect to the endurance cycle. Trap generation and cycle numbers showed the power dependency. Finally, with the measurement of the experiment concerning the variation of cell Vth with respect to program/erase cycles, we obtained the novel quantitative model which shows similar results of relationship between experimental values and extracted ones.

금속-절연체-반도체 구조를 이용한 Graphene Oxide의 특성분석

  • 박인규;정윤호;노용한
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.464-464
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    • 2013
  • 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)는 그래핀과 마찬가지로 많은 분야로의 응용 가능성을 보이는 소자중 하나로 각광받고 있다. 그래핀 옥사이드가 가지는 유전체 특징은 전하 트랩층(charge trap layer)으로 사용을 가능하게 하고 또한 물에 녹는 수용성 특징은 스핀코터(spin coator)를 이용한 간단한 도포과정을 통하여 저비용으로 간단하게 소자를 제작 가능하게 한다. 이 연구에서 우리는 금속-절연체-반도체 구조를 가지는 메모리 소자를 제작하여 0.4 mg/ml의 농도로 DI에 용해된 그래핀 옥사이드가 플로팅게이트(floating gate)로써 사용되었을 때의 특성을 알아보기 위해 Boonton 720를 사용하여 C-V (hysteresis) 커브와 C-T(Capacitance-Time)를 측정하여 그래핀 옥사이드의 유무에 따른 메모리 윈도우 폭의 증가 및 저장된 정보가 손실되지 않고 얼마나 길게 유지 되는지를 살펴봄으로 플로팅게이트로써 그래핀 옥사이드의 특성을 살펴보았다. 먼저 터널링층으로 쓰이는 SiO2가 5 nm 증착된 P타입 Si기판위에 플로팅게이트로 쓰이는 그래핀 옥사이드층을 쉽게 쌓기 위하여 APTES 자기조립 단분자막 코팅을 한 후 그래핀 옥사이드를 3,000 rpm으로 40초간 스핀코팅을 하였다. 그 후 블로킹층으로 쓰이는 400 nm 두께의 폴리비닐페놀(PVP)를 3,000 rpm으로 40초간 스핀코팅을 하고 $130^{\circ}C$에서 열처리를 하였으며 $10^{-5}$ Torr의 압력에서 진공 열증착으로 알루미늄 게이트 전극을 증착했다.

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내장된 전송 게이트를 가지는 n-well/gate가 연결된 구조의 PMOSFET형 광검출기의 동작 범위 확장 (Dynamic range extension of the n-well/gate-tied PMOSFET-type photodetector with a built-in transfer gate)

  • 이수연;서상호;공재성;조성현;최경화;최평;신장규
    • 센서학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.328-335
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    • 2010
  • We have designed and fabricated an active pixel sensor(APS) using an optimized n-well/gate-tied p-channel metal oxide semiconductor field effect transistor(PMOSFET)-type photodetector with a built-in transfer gate. This photodetector has a floating gate connected to n-well and a built-in transfer gate. The photodetector has been optimized by changing the length of the transfer gate. The APS has been fabricated using a 0.35 ${\mu}m$ standard complementary metal oxide semiconductor(CMOS) process. It was confirmed that the proposed APS has a wider dynamic range than the APS using the previously proposed photodetector and a higher sensitivity than the conventional APS using a p-n junction photodiode.

CMOS 영상 센서를 위한 광 센서의 설계 및 제작 (The design and fabrication of photo sensor for CMOS image sensor)

  • 신경식;주병권;이윤희;백경갑;이영석;박정호;오명환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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    • pp.956-958
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    • 1999
  • We designed and fabricated p-type MOSFETs with floating gate in n-type well lesion and examined their photo characteristics. The fabricated MOBFETs showed a high photo-respsonse characteristics, indicating a possibility as a photo sensor. The structures of MOSFETs were changed as to the number of gate and channel. As the number of channel increased, the induced current by light source s increased. However, the effect of the number of gate was negligble on the photo-response characteristics of the device.

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쇼트키 장벽 관통 트랜지스터 구조를 적용한 실리콘 나노점 부유 게이트 비휘발성 메모리 특성 (Characteristics of Si Floating Gate Nonvolatile Memory Based on Schottky Barrier Tunneling Transistor)

  • 손대호;김은겸;김정호;이경수;임태경;안승만;원성환;석중현;홍완식;김태엽;장문규;박경완
    • 한국진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.302-309
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    • 2009
  • 쇼트키 장벽 관통 트랜지스터에 실리콘 나노점을 부유 게이트로 사용하는 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 소스/드레인 영역에 어븀 실리사이드를 형성하여 쇼트키 장벽을 생성하였으며, 디지털 가스 주입의 저압 화학 기상 증착법으로 실리콘 나노점을 형성하여 부유 게이트로 이용하였다. 쇼트키 장벽 관통 트랜지스터의 동작 상태를 확인하였으며, 게이트 전압의 크기 및 걸어준 시간에 따른 트랜지스터의 문턱전압의 이동을 관찰함으로써 비휘발성 메모리 특성을 측정하였다. 초기 ${\pm}20\;V$의 쓰기/지우기 동작에 따른 메모리 창의 크기는 ${\sim}5\;V$ 이었으며, 나노점에 충분한 전하 충전을 위한 동작 시간은 10/50 msec 이었다. 그러나 메모리 창의 크기는 일정 시간이 지난 후에 0.4 V로 감소하였다. 이러한 메모리 창의 감소 원인을 어븀 확산에 따른 결과로 설명하였다. 본 메모리 소자는 비교적 안정한 쓰기/지우기 내구성을 보여주었으나, 지속적인 쓰기/지우기 동작에 따라 수 V의 문턱전압 이동과 메모리 창의 감소를 보여주었다. 본 실험 결과를 가지고 실리콘 나노점 부유게이트가 쇼트키 장벽 트랜지스터 구조에 접목 가능하여 초미세 비휘발성 메모리 소자로 개발 가능함을 확인하였다.