• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.756-761
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• 2019

본 논문에서는 기존 4H-SiC SJ UMOSFET 구조의 p-pillar을 기존 UMOSFET의 shielding 영역 아래로 배치시키는 SC-SJ(Shielding Connected-Super Junction) UMOSFET 구조를 제안한다. 제안한 SC-SJ UMOSFET의 경우 p-pillar와 shielding 영역이 공존하여 산화막에서 전계에 의한 항복이 발생하지 않도록 하며, 이는 pillar의 도핑 농도 상승을 가능하게 한다. 결과적으로 온저항을 낮춤으로서 소자의 정적 특성을 개선한다. Sentaurus TCAD 시뮬레이션을 통해 기존 구조와 제안한 구조의 정적 특성을 비교, 분석하였다. 제안한 SC-SJ UMOSFET은 기존 구조에 비해 항복전압의 변화 없이 50% 감소된 온저항을 얻을 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.48-55
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• 2024

The changes in threshold voltage and DIBL were investigated for changes in remanent polarization P_r and coercive field E_c, which determine the characteristics of the P-E hysteresis curve of ferroelectric in NCFET (negative capacitance FET). The threshold voltage and DIBL (drain-induced barrier lowering) were observed for a junctionless double gate MOSFET using a gate oxide structure of MFMIS (metal-ferroelectric-metal-insulator-semiconductor). To obtain the threshold voltage, series-type potential distribution and second derivative method were used. As a result, it can be seen that the threshold voltage increases when P_r decreases and E_c increases, and the threshold voltage is also maintained constant when the P_r/E_c is constant. However, as the drain voltage increases, the threshold voltage changes significantly according to P_r/E_c, so the DIBL greatly changes for P_r/E_c. In other words, when P_r/E_c=15 pF/cm, DIBL showed a negative value regardless of the channel length under the conditions of ferroelectric thickness of 10 nm and SiO₂ thickness of 1 nm. The DIBL value was in the negative or positive range for the channel length when the P_r/E_c is 25 pF/cm or more under the same conditions, so the condition of DIBL=0 could be obtained. As such, the optimal condition to reduce short channel effects can be obtained since the threshold voltage and DIBL can be adjusted according to the device dimension of NCFET and the P_r and E_c of ferroelectric.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.557-563
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• 2003

SiC has been an useful material for the high voltage, high temperature, and high frequency devices, however, the required high process temperature to activate the implanted p-type dopants has hindered further developments. In this study, we report, for the first time, on the laser activation of implanted Al and non-alloyed Mo ohmic contacts and its application to MOSFET fabrication. The contact and sheet resistance measured from CTLM patterns have decreased by increasing laser power, and the lowest values are 3.9 $K\Omega$/$\square$ and 1.3 $\times$ 10$^{-3}$ $\Omega$-cm$^2$, respectively, at the power density of 1.45 J/cm$^2$ The n-MOSFETs fabricated on laser activated p-well exhibit well-behaved I-V characteristics and threshold voltage reduction by reverse body voltage. These results prove that the laser process for implant activation is an alternative low temperature technology applicable to SiC devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권1호통권20호
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• pp.69-76
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• 2007

본 논문에서는 CMOS 공정기반의 BiCMOS LVDS 구동기를 설계하여 고속 I/O 인터페이스에 적용하고자 한다. 칩 면적을 줄이고 LVDS 구동기의 감내성을 향상시키기 위해 lateral 바이폴라 트랜지스터를 설계하여 LVDS 구동기의 바이폴라 스위칭으로 대체하였다. 설계된 바이폴라 트랜지스터는 20가량의 전류이득을 지니며, 설계된 LVDS 드라이버 셀 면적은 $0.01mm^2$로 설계되었다. 설계된 LVDS 드라이버는 1.8V의 전원 전압에서 최대 2.8Gb/s의 데이터 전송속도를 가진다. 추가적으로 ESD 현상을 보호하기 위해 새로운 구조의 ESD 보호 소자를 설계하였다. 이는 SCR구조에서 PMOS, NMOS의 턴-온 특성을 이용 낮은 트리거링 전압과 래치 업 현상을 최소화 시킬 수 있다. 시뮬레이션 결과 2.2V의 트리거링 전압과 1.1V의 홀딩 전압을 확인할 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권6호
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• pp.655-661
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• 2013

In this paper, the 1/f noise characteristics of n-channel MOSFET (NMOSFET) and p-channel MOSFET (PMOSFET) are analyzed in depth as a function of body bias. The normalized drain current noise, $S_{ID}/I_D{^2}$ showed strong dependence on the body bias in the sub-threshold region for both NMOSFET and PMOSFET, and NMOSFET showed stronger dependence than PMOSFET on the body bias. On the contrary, both of NMOSFET and PMOSFET do not exhibit the dependence of $S_{ID}/I_D{^2}$ on body bias in strong inversion region, although the noise mechanisms of two MOSFETs are different from each other.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.352-352
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• 2012

MOSFET의 크기는 작아지고 다양한 소자열화 현상으로 신뢰성 문제가 나타나고 있다. 특히 CMOS 인버터에서 PMOS가 'HIGH'일 때 음의 게이트 전압이 인가되고 소자 구동으로 인해 온도가 높아지면 드레인 전류의 절대값은 줄어들고 문턱 전압 절대값과 GIDL전류가 증가하는 NBTI현상이 발생한다. 본 연구에서는 NBTI현상에 따른 열화 특성을 분석하였다. 측정은 드레인과 소스는 접지시킨 상태에서 온도 $100^{\circ}C$에서 게이트에 -3.4V과 -4V의 게이트 스트레스를 인가한 후 게이트 전압에 따른 드레인 전류를 스트레스 시간에 따라 측정하였다. 측정에 사용된 소자의 산화막 두께는 25A, 채널 길이는 $0.17{\mu}m$, 폭은 $3{\mu}m$이다. 게이트에 음의 전압이 가해지면 게이트 산화막에 양전하의 interface trap이 생기게 된다. 이로 인해 채널 형성을 방해하고 문턱 전압은 높아지고 드레인 전류의 절대값은 낮아지게 된다. 또한 게이트와 드레인 사이의 에너지 밴드는 게이트 전압으로 인해 휘어지게 되면서 터널링이 더 쉽게 일어나 GIDL전류가 증가한다. NBTI스트레스 시간이 증가함에 따라 게이트 산화막에 생긴 양전하로 인해 문턱 전압은 1,000초 스트레스 후 스트레스 전압이 각각 -3.4V, -4V일 때 스트레스 전에 비해 각각 -0.12V, -0.14V정도 높아지고 드레인 전류의 절대값은 5%와 24% 감소한다. GIDL전류 역시 스트레스 후 게이트 전압이 0.5V일 때, 스트레스 전에 비해 각각 $0.021{\mu}A$, $67{\mu}A$씩 증가하였다. 결과적으로, NBTI스트레스가 인가됨에 따라 게이트 전압 0.5V에서 0V사이의 드레인 전류가 증가함으로 GIDL전류가 증가하고 문턱전압이 높아져 드레인 전류가 -1.5V에서 드레인 전류의 절대값이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권2호
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• pp.105-110
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• 2011

SQUID sensor-based ultra low-field magnetic resonance apparatus with ${\mu}T$-level measurement field requires a strong prepolarization magnetic field ($B_p$) to magnetize its sample and obtain magnetic resonance signal with a high signal-to-noise ratio. This $B_p$ needs to be ramped down very quickly so that it does not interfere with signal acquisition which must take place before the sample magnetization relaxes off. A MOSFET switch-based $B_p$ coil driver has current ramp-down time ($t_{rd}$) that increases with $B_p$ current, which makes it unsuitable for driving high-field $B_p$ coil made of superconducting material. An energy cycling-type current driver has been developed for such a coil. This driver contains a storage capacitor inside a switch in IGBT-diode bridge configuration, which can manipulate how the capacitor is connected between the $B_p$ coil and its current source. The implemented circuit with 1.2 kV-tolerant devices was capable of driving 32 A current into a thick copper-wire solenoid $B_p$ coil with a 182 mm inner diameter, 0.23 H inductance, and 5.4 mT/A magnetic field-to-current ratio. The measured trd was 7.6 ms with a 160 ${\mu}F$ storage capacitor. trd was dependent only on the inductance of the coil and the capacitance of the driver capacitor. This driver is scalable to significantly higher current of superconducting $B_p$ coils without the $t_{rd}$ becoming unacceptably long with higher $B_p$ current.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.897-900
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• 2005

RF linearity of double-gate MOSFETs is investigated using accurate two-dimensional simulations. The linearity has been analyzed using the Talyor series. Transconductance is dominant nonlinear source of CMOS. It is shown that DGMOSFET linearity can be improved by a careful optimization of channel thickness, gate oxide thickness, gate length, overlap length and channel doping concentration. The minimum $P_{IP3}$ data are compared in each case. It is shown that DG-MOSFET linearity can be improved by a careful optimization of channel thickness, gate oxide thickness, gate length, overlap length and channel doping concentration..

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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• pp.209-212
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• 2001

DRAM과 Logic을 하나의 칩 위에 제조하기 위한 EDL (Embedded DRAM and Logic) 기술에 코발트 실리사이드가 접촉저항을 낮추기 위해 사용된다. 본 연구에서는 코발트 실리사이드 제조에 사용되는 보호막이 CMOS 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. EDL 제조공정이 완전히 진행된 소자에 적용된 실리사이드가 누설전류에 미치는 영향을 비교하였다. 또한 실리사이드 보호막이 전기적 신호의 delay에 미치는 영향을 평가하기 위해, 99개의 CMOS 인버터가 직렬연결되어 있는 평가패턴을 사용하였다. 이상의 결과로 TiN 보호막이 pMOSFET의 전류전달 능력과 그 결과로 생기는 속도지연 측면에서 Ti 보호막보다 우수함을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.894-900
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• 2006

This paper reports the fabrication and characterization of $32{\times}32$ thermal cantilever array for nano-scaled memory device applications. The $32{\times}32$ thermal cantilever array with integrated tip heater has been fabricated with micro-electro-mechanical systems(MEMS) technology on silicon on insulator(SOI) wafer using 9 photo masking steps. All of single-level cantilevers(1,024 bits) have a p-n junction diode in order to eliminate any electrical cross-talk between adjacent cantilevers. Nonlinear electrical characteristic of fabricated thermal cantilever shows its own thermal heating mechanism. In addition, n-channel high-voltage MOSFET device is integrated on a wafer for embedding driver circuitry.