Journal of Satellite, Information and Communications
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v.8
no.3
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pp.10-14
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2013
In this paper, when applying current-mode circuit design technique showing constant power dissipation none the less operation frequency, to the low power design of dynamic voltage frequency scaling, we introduce the low power current-mode circuit design technique applying MOSFET in sub-threshold region, in order to solve the problem that has large power dissipation especially on the condition of low operating frequency. BSIM 3, was used as a MOSFET model in circuit simulation. From the simulation result, the power dissipation of the current memory circuit with sub-threshold MOSFET showed $18.98{\mu}W$, which means the consumption reduction effect of 98%, compared with $900{\mu}W$ in that with strong inversion. It is confirmed that the proposed circuit design technique will be available in DVFS using a current-mode circuit design.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.36
no.2
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pp.129-135
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2023
An analytical threshold voltage model is presented to observe the change in threshold voltage shift ΔVth of a junctionless double gate MOSFET using ferroelectric-metal-SiO2 as a gate oxide film. The negative capacitance transistors using ferroelectric have the characteristics of increasing on-current and lowering off-current. The change in the threshold voltage of the transistor affects the power dissipation. Therefore, the change in the threshold voltage as a function of theferroelectric thickness is analyzed. The presented threshold voltage model is in a good agreement with the results of TCAD. As a results of our analysis using this analytical threshold voltage model, the change in the threshold voltage with respect to the change in the ferroelectric thickness showed that the threshold voltage increased with the increase of the absolute value of charges in the employed ferroelectric. This suggests that it is possible to obtain an optimum ferroelectric thickness at which the threshold voltage shift becomes 0 V by the voltage across the ferroelectric even when the channel length is reduced. It was also found that the ferroelectric thickness increased as the silicon thickness increased when the channel length was less than 30 nm, but the ferroelectric thickness decreased as the silicon thickness increased when the channel length was 30 nm or more in order to satisfy ΔVth=0.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2012.10a
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pp.283-284
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2012
In this work, a special technique called dielectric filling was carried out in order to reduce sub-threshold leakage current inside double-gated n-channel MOSFET. This calibration was done by using SILVACO Atlas(TCAD), and the result showed quite a good performance compared to the conventional double-gate MOSFET.
We analyzed the effects of the interface trap on the output characteristics of an inversion mode n-channel GaN Schottky barrier (SB)-MOSFET based on the Nit distribution using TCAD simulation. As interface trap number density (Nit) increased, the threshold voltage increased while the drain current density decreased. Under Nit=5.0×1010 cm-2 condition, the threshold voltage was 3.2 V for VDS=1 V, and the drain current density reduced to 2.4 mA/mm relative to the non-trap condition. Regardless of the Nit distribution type, there was an increase in the subthreshold swing (SS) following an increase in Nit. Under U-shaped Nit distribution, it was confirmed that the SS varied depending on the gate voltage. The interface fixed charge (Qf) caused an shift in the threshold voltage and increased the off-state current collectively with the surface trap. In summary, GaN SB-MOSFET can be a building block for high power UV optoelectronic circuit provided the surface state is significantly reduced.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.13
no.4
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pp.257-263
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2015
In this study, organic field-effect transistors (OFETs) using a copper phthalocyanine (CuPc) material as an active layer and SiO2 as a gate insulator were fabricated with varying active layer thicknesses and channel lengths. Further, using a thermal evaporation method in a high-vacuum system, we fabricated a CuPc FET device of the top-contact type and used Au materials for the source and drain electrodes. In order to discuss the channel formation and FET characteristics, we observed the typical current-voltage characteristics and calculated the threshold voltage of the CuPc FET device. We also found that the capacitance reached approximately 97 pF at a negative applied voltage and increased upon the accumulation of carriers at the interface of the metal and the CuPc material. We observed the typical behavior of a FET when used as an n-channel FET. Moreover, we calculated the threshold voltage to be about 15-20 V at VDS = -80 V.
We have investigated the threshold voltage shifts(${\Delta}Vth$) and drain current level shift (${\Delta}Ids$) in subthreshold region of a-Si:H TFTs induced by DC Bias (Vgs and Vds) - Temperature stress (BTS) condition. We plotted the transfer curves and the ${\Delta}Vth$ contour maps as Vds-Vds stress bias and Temperature to examine the severe damage cases on TFTs. Also, by drawing out the time-dependent transfer curve (Ids-Vgs) in the region of $10^{-8}\;{\sim}\;10^{-13}$ (A) current level, we can estimate the failure time of TFTs in a operating condition.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.6
no.4
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pp.727-732
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2020
In this paper, when a refractive index grating and a gain grating were simultaneously present in a DFB laser having a wavelength of 1.55 ㎛, a dielectric film coating was applied so that reflection did not occur on the right mirror surface, so that 𝜌r=0. In case of δL > 0, the threshold gain and the beam distribution in the longitudinal direction and the radiated power ratio Pl/Pr of the oscillation mode were compared for the cases of the phase of 𝜌l=π and π/2. If the phase of 𝜌l=π, in order to obtain a low threshold current and high frequency stability, κL should be greater than 8. In the case of the phase of 𝜌l= π/2, when κL is larger than 4.0, the oscillation gain starts to be lower than when the phase of 𝜌l=π. In order to lower the threshold current of a oscillation mode and enhance the frequency stability, κL should be greater than 8.
Kim, YoungHee;Ha, Yoon-Kyu;Jin, Hongzhou;Kim, SuJin;Kim, SeungGuk;Jung, InChul;Ha, PanBong;Park, Seungyeop
Journal of IKEEE
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v.24
no.1
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pp.161-169
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2020
In order to reduce the manufacturing cost of MCU chips used in applications such as wireless chargers and USB-C, compared to DP-EEPROM (Double Poly EEPROM), which requires 3 to 5 additional process masks, it is even more necessary MTP(Multi-Time Programmable), which is less than one additional mask and have smaller unit cell size. In addition, in order to improve endurance characteristics and data retention characteristics of the MTP memory cell due to E/P(Erase / Program) cycling, the distribution of the VTP(Program Threshold Voltage) and the VTE(Erase Threshold Voltage) needs to be narrow. In this paper, we proposed a current-type BL S/A(Bit-Line Sense Amplifier) circuit, WM(Write Mask) circuit, BLD(BL Driver) circuit and a algorithm, which can reduce the distribution of program and VT and erase VT, through compare the target current by performing the erase and program pulse of the short pulse several times, and if the current specification is satisfied, the program or erase operation is no longer performed. It was confirmed that the 256Kb MTP memory fabricated in the Magnachip semiconductor 0.13㎛ process operates well on the wafer in accordance with the operation mode.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.13
no.9
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pp.729-734
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2000
Recently, Very Large Scale Integrated (VLSI) circuit & deep-submicron bulk Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS) devices require gate electrode materials such as metal-silicide, Titanium-silicide for gate oxides. Many previous authors have researched the improvement sub-micron gate oxide quality. However, few have reported on the electrical quality and reliability on the ultra thin gate oxide. In this paper, at first, I recommand a novel shallow trench isolation structure to suppress the corner metal-oxide semiconductor field-effect transistor(MOSFET) inherent to shallow trench isolation for sub 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ gate oxide. Different from using normal LOCOS technology deep-submicron CMOS devices using novel Shallow Trench Isolation(STI) technology have a unique"inverse narrow-channel effects"-when the channel width of the devices is scaled down, their threshold voltage is shrunk instead of increased as for the contribution of the channel edge current to the total channel current as the channel width is reduced. Secondly, Titanium silicide process clarified that fluorine contamination caused by the gate sidewall etching inhibits the silicidation reaction and accelerates agglomeration. To overcome these problems, a novel Two-step Deposited silicide(TDS) process has been developed. The key point of this process is the deposition and subsequent removal of titanium before silicidation. Based on the research, It is found that novel STI structure by the SEM, in addition to thermally stable silicide process was achieved. We also obtained the decrease threshold voltage value of the channel edge. resulting in the better improvement of the narrow channel effect. low sheet resistance and stress, and high threshold voltage. Besides, sheet resistance and stress value, rms(root mean square) by AFM were observed. On the electrical characteristics, low leakage current and trap density at the Si/SiO$_2$were confirmed by the high threshold voltage sub 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ gate oxide.
Lasers for optical broadband communication systems should have excellent frequency selectivity and modal stability. DFB lasers have low lasing frequency shift during high speed current modulation. In this paper, when a refractive index grating and a gain grating are simultaneously present in a DFB laser having a wavelength of 1.55 ㎛, the dielectric film is coated so that reflection does not occur on the right mirror surface, so that ρr=0. For the first mode, which requires a minimum gain at the threshold, the beam distribution of the oscillation mode in the longitudinal direction and the radiated power ratio Pl/Pr were analyzed and compared for the cases of the phase of ρl=π and π/2. If the phase of ρl=π, in order to obtain a low threshold current and high frequency stability, κL should be greater than 8. In the case of the phase of ρl=π/2, for low threshold current, κL is necessary to be 1.0, where the oscillation frequency coincides with the lattice frequency. DFB lasers with an anti-reflection coated mirror have excellent mode selectivity than 1.55um DFB lasers with two mirror facets
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[게시일 2004년 10월 1일]
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