• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.348-348
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• 2012

휴대용 저장매체에서부터 solid state disk와 같은 고속 시스템 저장 매체 까지 플래시 메모리의 활용도가 급속도로 커지고 있다. 이에 플래시 메모리에 대한 연구 또한 활발히 진행 되고 있다. 현재 다결정 실리콘을 전하 주입 층으로 사용하는 기존의 플래시 메모리는 20 nm 급 까지 비례 축소되어 활용되고 있다. 하지만 20 nm 이하 크기의 소자에서는 과도한 누설전류와 구동전압의 불안정, 큰 간섭현상으로 인한 성능저하와 같은 많은 문제점에 봉착해 있다. 이를 해결하기 위해 FinFET, Vertical 3-dimensional memory, MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), PRAM(Phase-change Memory)과 같은 차세대 메모리 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 차세대 메모리 구조로 주목 받고 있는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리에서 fin 의 채널영역의 도핑 농도 변화에 의한 20 nm 이하의 게이트 크기를 가지는 소자의 전기적 특성과 프로그램 특성을 3차원 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 본 연구에서는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리의 채널이 형성되는 fin의 윗부분도핑농도의 변화에 의한 전기적 특성과 프로그램 특성을 계산하였다. 본 계산에 사용된 구조는 게이트의 크기, 핀의 두께와 높이는 18, 15 그리고 28 nm이다. 기판은 Boron으로 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 농도로 도핑 하였으며, 소스와 드레인, 다결정 실리콘 게이트는 $1{\times}10^{20}cm^{-3}$ 농도로 Phosphorus로 도핑 하였다. 채널이 형성되는 fin의 윗부분의 도핑농도를 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 에서 $1{\times}5^{19}cm^{-3}$ 까지 변화 시키면서 각 농도에 대한 프로그램 특성과 전기적 특성을 계산하였다. 전류-전압 곡선과 전자주입 층에 주입되는 전하의 양을 통해 특성을 확인하였고 각 구조에서의 채널과 전자 주입 층의 전자의 농도, 전기장, 전기적 위치 에너지와 공핍 영역의 분포를 통해 분석하였다. 채널의 도핑농도 변화로 인한 fin 영역의 공핍 영역의 분포 변화로 인해 전기적 특성과 프로그램 특성이 변화함을 확인하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.2
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• pp.9-15
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• 2004

We present a new unified analytical front surface potential model, which can accurately describe the transitions between the partially-depleted (PD) and the fully-depleted (FD) regimes with an analytical expression for the critical voltage V$_{c}$ delineating the PD and the FD region. It is valid in all regions of operation (from the sub -threshold to the strong inversion) and has the shorter calculation time than the iterative procedure approach. A charge sheet model based on the above explicit surface potential formulation is used to derive a single formula for the drain current valid in all regions of operation. Most of the secondary effects can be easily included in the charge sheet model and the model accurately reproduces various numerical and experimental results. No discontinuity in the derivative of the surface potential is found even though three types of smoothing functions are used. More importantly, the newly introduced parameters used in the smoothing functions do not strongly depend on the process parameter.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.43 no.12 s.354
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• pp.40-46
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• 2006

Latching optical switches and optical logic gates AND and OR are demonstrated, for the first time, by the monolithic integration of a vertical cavity lasers with depleted optical thyristor structure, which have not only a low threshold current with 0.65mA, but also a high on/off contrast ratio more than 50dB. By simple operating technique with changing a reference switching voltage, this single device operates as two logic functions, optical logic AND and OR. The thyristor laser fabricated using the oxidation process achieved a high optical output power efficiency and a high sensitivity to the optical input light.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.49 no.2
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• pp.15-22
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• 2012

A low power consumption scan driver using depletion-mode n-type InGaZnO thin-film transistors is proposed. The proposed circuit uses 2 clock signals and generates the non-overlap output signals without the additional masking signals and circuits. The power consumption of the proposed circuit is decreased by reducing the number of the clock signals and short circuit current. The simulation results show that the proposed circuit operates successfully when the threshold voltage of TFT is varied from -3.0V to 1.0V. The proposed scan driver consumes 4.89mW when the positive and negative supply voltage is 15V and -5V, respectively, and the operating frequency is 46KHz on the XGA resolution panel.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.4
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• pp.274-280
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• 2000

This paper deals with an experimental study to apply commercial semiconductors to measure radiation dose rate for gamma ray. Since the low cost, small size, high efficiency and ruggedness of silicon photodiodes make them attractive photodetectors, they coulde be effectively used in measuring any radiation such as gamma ray. Most PN photodiodes show that the reverse current increases when the light is increased. Therefore the depletion region of them have influence on the reverse current, so we choose silicon PIN photodiodes with large depletion region. In order to detect radiation dose rate and then, to apply in developing any gamma ray dosimeter, some examinations and experiments were performed to PIN photodiodes in this work. Two kinds of PIN photodiodes, such as NEC's PH302 and SIEMENS's BPW34, were tested in a Co-60 gamma irradiation facility with a semiconductor parameter analyzer. As a result, we found that such PIN photodiodes present good linearity in diode current characteristics with dose rate. Therefore silicon PIN photodiodes could be suitably used in designing gamma ray dosimeters.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.43 no.5 s.347
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• pp.25-33
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• 2006

We have extracted the material parameters such as absorption coefficients of GaN, $Al_{0.2}Ga_{0.8}N$, and Schottky contact metal Ni of Schottky Diode UV-A and B detectors using a transfer matrix method (TMM). The ratios of the absorbed light to the total incident amount at the depletion regions of GaN and $Al_{0.2}Ga_{0.8}N$ have been calculated in order to obtain the spectral responsivity. Absorption coefficients of the materials have been obtained by fitting the simulated data with measured data. The depletion layer thickness has been obtanied by capacitance-voltage measurement. The results pave the way for the optimum design of UV Schottky detectors. Since the absorption coefficient of the Ni electrode is very high, its thickness is a major factor that determines the responsivity. It is possible to attain improved UV detectors using thinnest possible Ni electrodes and wide depletion regions of GaN and $Al_{0.2}Ga_{0.8}N$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.32-32
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• 2008

X-ray detector는 의료용, 산업용 등 다양한 분야에서 사용되어지고 있으며 기존의 Analog X-ray 방식의 환경오염, 저장공간 부족, 실시간 분석의 어려움 등의 문제점들을 해결하기 위하여 Digital X-ray로의 전환과 연구가 활발하며 이에 따른 관심도 높아지고 있는 살점이다. Digital X-ray detector는 p-영역과 n-영역 사이에 아무런 불순물을 도핑하지 않은 진성반도체(intrinsic semiconductor) 층을 접합시킨 이종접합 PIN 구조의 photodiode 이다. 이 소자는 역바이어스를 가해주면 p영역과 n영역 사이에서 캐리어 (carrier)가 존재하지 않는 공핍 영역이 발생하게 된다. 이런 공핍 영역에서 광흡수가 일어나면, 전자-정공 쌍이 발생한다. 그리고, 발생한 전자-정공 쌍에 전압이 역방향으로 인가되는 경우, 전자는 양의 전극으로 이동하고, 정공은 음의 전극으로 이동한다. 이와 같이, 발생한 캐리어들을 검출하여 전기적인 신호로 변환 시킨다. 고해상도의 Digital X-ray detector를 만들기 위해서는 누설전류에 의한 noise 감소와 소자의 높은 안정성과 내구성을 위한 높은 breakdown voltage를 가져야 한다. 본 연구에서는 Digital X-ray detector의 leakage current 감소와 breakdown voltage를 높이기 위하여 guradring과 gettering technology를 사용하여 전기적 특성을 분석하였다. 기판으로는 $10k\Omega{\cdot}cm$ resistivity를 갖으며, n-type <111>인 1mm 두께의 4인치 Si wafer를 사용하였다. 그리고 pixel pitch는 $100{\mu}m$이며 active area는 $80{\mu}m{\times}80{\mu}m$인 $32\times32$ array를 형성하여 X-ray를 조사하여 소자의 특성을 평가 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.7 s.361
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• pp.24-30
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• 2007

Latching optical switches and optical logic gates with AND or OR, and the INVERT functionality are demonstrated, for the first time, by the monolithic integration of a differential typed vertical cavity laser with depleted optical thyristor (VCL-DOT) structure with a low threshold current of 0.65 mA, a high slope efficiency of 0.38 mW/mA, and high sensitivity to input optical light. Many kinds of logic functions (AND, OR, NAND, NOR, and INVERT) are experimentally demonstrated using a differential switching operation scheme changing the intensity of a reference input beam without any changes of electrical circuits.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.54 no.1
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• pp.30-34
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• 2005

This study shows the lasing characteristics of InGaAs/InGaAsP multiple-quantum-well waveguide-type depleted optical thyristor (DOT) using the vertical window. The measured switching voltage and current are 3.36 V and 10 ㎂, respectively. The lasing threshold current is 131 mA at 25 ℃. The output peak wavelength is 1570 nm at a bias current of 1.22 Ith and there is not input signal anymore in the output port. The vertical injection depleted optical thyristor - laser diode (VIDOT-LD) using the vertical-injection structure shows very good isolation between input and output signal.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.284-284
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• 2012

본 연구에서는 다이오드 소자의 온도 증가에 따른 C-V 특성을 분석하였다. 180 kHz 주파수 조건에서 온도는 300 K에서 450 K까지 50 K 간격으로 가변하였다. 측정 결과 reverse bias 영역에서는 커패시턴스의 온도 의존성이 없었으나, forward bias 영역에서는 온도가 증가함에 따라 동일 전압에서의 커패시턴스가 증가하였다. 이로부터 온도가 증가 할수록 소자가 반전(inversion) 상태에서 축적(accumulation) 상태로 빨리 전환함을 확인하였으며, 1/C2-V 그래프로부터 온도 증가에 따른 전위장벽(Built-in potential, Vbi) 감소를 확인하였다. 전위장벽은 0.63 V에서 0.31 V로 온도 상승에 따라 약 0.1 V씩 감소하였다. 이는 energy band diagram에서 p-type 영역과 n-type 영역의 energy band 차가 감소해 공핍층 영역의 폭이 좁아짐을 의미한다. 공핍층의 두께 감소로 다이오드 전류의 급격한 증가뿐 아니라 위에서 언급한 바와 같은 C-V 특성을 보였다. 이번 연구에서는 기존의 보편화 된 I-V 측정을 통한 다이오드 소자 분석과는 달리 온도 변화에 따른 C-V 분석을 통해 소자 내부의 전위 장벽 및 공핍층 폭 감소에 따른 소자 특성 변화를 분석하였다.