• Title/Summary/Keyword: 구동 전류

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$Al/TiO_2-SiO_2/Mo$ 구조를 가진 Antifuse 의 전기적 특성 분석

  • 홍성훈;배근학;노용한;정동근
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.73-73
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    • 2000
  • 안티퓨즈 소자는 프로그램 가능한 절연층의 상하 각각에 금속층이나 다결정 실리콘 등의 전도 가능한 전극으로 구성된다. 프로그램은 상하 전극간에 임계전압을 가했을 때 일어나게 되며 이때 절연층이 파괴되므로 비가역적이어서 재사용은 불가능하게 된다. 안티퓨즈 소자는 이러한 프로그램 특성으로 인하여 메모리 소자를 이용한 스위치 보다 속도나 집적도 면에서 우수하다. FPGAsdp 사용되는 안티퓨즈 소자는 집적도의 향상과 적정 절열파괴전압 구현을 위해 절연막의 두께를 감소시키는 것이 바람직하다. 그러나 두께나 감소될 경우 바닥전극의 hillock에 큰 영향을 받게 되며, 그로 인해 절연막의 두께를 감소시키는 것는 한계가 있는 것으로 보고되어 있다. 본 논문에서는 낮은 구동 전압에서 동작하고 안정된 on/pff 상태를 갖는 Al/TiO2-SiO2/Mo 형태의 안티퓨즈 소자를 제안하였다. 만들어진 antifuse cell은 0.6cm2 크기로 약 300개의 샘플을 제작하여 측정하였다. 비저항이 6-9 $\Omega$-cm인 P형의 실리콘 웨이퍼에 RF 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 방법으로 하부전극인 Mo를 3000 증착하였다. SiO2는 안티퓨즈에서 완충막의 역할을 하며 구조적으로 antifuse cell을 완전히 감싸고 있는 형태로 제작되었다. 완충막 구조를 만들기 dln해 일반적인 포토리소그라피(Photo-lithography)작업을 거처 형성하였다. 형성된 hole의 크기는 5$mu extrm{m}$$\times$5$\mu\textrm{m}$ 이었다. 완충막이 형성된 기판위에 안티퓨즈 절연체인 SiO2를 PECVD 방식으로 100 증착하였다. 그 후 이중 절연막을 형성시키기 위해 LPCVD를 이용하여 TiO2를 150 증착시켰다. 상부 전극은 thermal evaporation 방식으로 Al을 250nm 증착하여Tejk. 하부전극으로 사용된 Mo 금속은 표면상태가 부드럽고 녹는점이 높은 매우 안정된 금속으로, 표면위에 제조된 SiO2의 특성을 매우 안정되게 유지시켰다. 제안된 안티푸즈는 이중절연막을 증착함으로서 전체적인 절연막의 두께를 증가시켜 바닥전극의 hillock의 영향을 적게 받아 안정성을 유지할 수 있도록 하였다. 또한, 두 절연막 사이의 계면 반응에 의해 SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.

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Elli-Situ 2000 (in situ, 실시간 표면 및 박막 모니터 장비)

  • 방현용;주한용
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.46-46
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    • 2000
  • 과학기술 및 산업의 발달로 인하여 실험 중 또는 공정 상에서 in situ, 실시간으로 측정하고 분석하며 이를 되먹임하는 품질제어의 중요성이 대두되고 있다. 반도체 공정 또는 박막제조 공정 중에서 박막의 두께, 굴절율, 물질의 조성비 등을 알아내는 것이 긴요한 과제로 대두되고 있으며, 이를 위하여 공정중인 제품의 품질을 실시간으로 평가하는 장비가 요구되고 있는 것이다. 나아가 공정중의 예상하지 못한 시료의 특성변화를 그대로 감지하여 적절히 보정해 주는 되먹임 기법은 높은 수율을 보장하는 첨단기법이라 할 수 있다. 이러한요구에 부응할 수 있는 본 제품(Elli-situ 2000)은 박막의 두께 표면변화를 sub 의 정밀도를 가지고 in situ, 실시간으로 정밀 측정할 수 있는 첨단 계측장비로서 빛의 편광상태 변화를 측정하기 때문에 공정 중의 시료에 영향을 주지 않는 비간섭 특성과 비접촉 특성의 장점 뿐만 아니라 공기중에서는 물론 진공이나 액체 등의 매질에서도 사용될 수 있어서 매질에 대한 제약이 거의 없다는 장점도 가지고 있다. 편광상태의 제어 및 측정을 필요한 광학장비의 경우, 제작이 까다롭기 때문에 대부분 가격이 높은 편이고 사용방법이나 측정 데이터에 대한 해석이 어렵다는 단점이 있으나, Elli-situ 2000의 경우 상용화된 외국제품(국내제품은 없슴)과 비교하여 성능 및 가격경쟁력에 있어서도 우위에 있으며 간단, 명료한 장비조작 및 컴퓨터를 사용한 구동의 전자동화를 이룸으로써 초보자도 쉽게 측정하고 데이터를 처리할 수 있도록 하였다. 또한 취부대의 경우, 진공포트 플랜지의 표준규격(2-3" Del-Seal 플랜지 규격)에 맞춤으로써 기존의 진공챔버에 부착하여 진공에 전혀 영향을 주지 않는 상태에서 시료의 변화를 in situ, 실시간으로 정밀 측정할 수 있도록 하였다. 하였다.O 박막은 산소 가스압력과 기판온도, 인가 전류를 변화시켜가며 증착하였으며 이에 따른 박막의 결정성 변화를 알아보았다. 기판온도를 실온에서 점차 증가시켜나가면 $\Delta$$\theta$50은 급격히 감소하며 30$0^{\circ}C$에서는 결정성이 우수한 막을 얻을 수 있었다. 또한 산소 가스 압력이 0.5~1mTorr에서 $\Delta$$\theta$50은 양호한 값을 나타내었지만 그 이상에서는 c-축 배향성이 나빠짐을 확인하였다. 따라서 대향타겟식스퍼터 장치를 이용하여 ZnO 박막을 증착시 가스압력 0.5~1mTorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$이상의 막 제작조건에서 결정성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. gluten이 단단해졌음을 알수 있었다. 유화제 stearly 칼슘, 혹은 hemicellulase를 amarans 10% 대체한 밀가루에 첨가하면 확연히 비용적을 증대시킬 수 있다는 사실을 알 수 있었다. quinoa는 명아주과 Chenopodium에 속하고 페루, 볼리비아 등의 고산지에서 재배 되어지는 것을 시료로 사용하였다. quinoa 분말은 중량의 5-20%을 quinoa를 대체하고 더욱이 분말중량에 대하여 0-200ppm의 lipase를 lipid(밀가루의 2-3배)에 대하여 품질개량제로서 이용했다. 그 결과 quinoa 대량 7.5%에서 비용적, gas cell이 가장 긍정적 결과를 산출했고 반죽의 조직구조가 강화되었다. 또 quinoa 대체에 의해 전분-지질 복합제의 흡열량이 증대된 것으로부터 전분-지질복합제의 형성 촉진이 시사되었다.이것으로 인하여 호화억제에 의한 노화 방지효과가 기대되었지만 실제로 빵의 노화는 현저히 진행되었다. 이것은

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Research on Power Converters for High-Efficient and Light-Weight Auxiliary Power Supplies (APS) in Railway System (철도차량 보조전원장치의 고효율-경량화를 위한 전력변환회로 연구)

  • Lee, Jae-Bum;Cho, In-Ho
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.20 no.3
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    • pp.329-338
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    • 2017
  • A recent trend of technical development in auxiliary-power-supplies (APS) is to replace 60Hz low frequency transformers with isolated type dc/dc converters. This paper introduces the technical trend in APS structures and proposes a power converter circuit suitable for high-efficient and light-weight APS. By utilizing the resonant converter, which achieves ZCS, to reduce switching losses, various types of APS structures (1-stage and 2-stage) are reviewed, and they are verified by simulation. The full-bridge resonant LLC converter is designed with a 1-stage power converting structure; the resonant converter topology is designed with a 2-stage power converting structure that has a pre-regulator converter to compensate for the wide input voltage range. Both a step-down converter and a step-up converter are designed and compared for the pre-regulator in the 2-stage structure. Operational characteristics are compared with simulation results and loss analyses are presented to proposes appropriate system structure and topologies.

A Study on OBC Integrated 1.5kW LDC Converter for Electric Vehicle. (전기자동차용 OBC 일체형 1.5kW급 LDC 컨버터에 대한 연구)

  • Kim, Hyung-Sik;Jeon, Joon-Hyeok;Kim, Hee-Jun;Ahn, Joon-Seon
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.12 no.4
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    • pp.456-465
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    • 2019
  • PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle) and BEV(Battery Electric Vehicle) equip high voltage batteries to drive motor and vehicle electric system. Those vehicle require OBC(On-Board Charger) for charging batteries and LDC(Low DC/DC Converter) for converting from high voltage to low voltage. Since the charger and the converter actually separate each other in electrical vehicles, there is a margin to reduce the vehicle weight and area of installation by integration two systems. This paper studies a 1.5kW LDC converter that can be integrated into an OBC using an isolated current-fed converter by simplifying the design of LDC transformers. The proposed LDC can control the final output voltage of the LDC by using a fixed arbitrary output voltage of the bidirectional buck-boost converter, so that Compared to the existing OBC-LDC integrated system, it has the advantage of simplifying the transformer design considering the battery voltage range, converter duty ratio and OBC output turn ratio. Prototype of the proposed LDC was made to confirm normal operation at 200V ~ 400V input voltage and maximum efficiency of 91.885% was achieved at rated load condition. In addition, the OBC-LDC integrated system achieved a volume of about 6.51L and reduced the space by 15.6% compared to the existing independent system.

Design of 4Kb Poly-Fuse OTP IP for 90nm Process (90nm 공정용 4Kb Poly-Fuse OTP IP 설계)

  • Hyelin Kang;Longhua Li;Dohoon Kim;Soonwoo Kwon;Bushra Mahnoor;Panbong Ha;Younghee Kim
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.16 no.6
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    • pp.509-518
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    • 2023
  • In this paper, we designed a 4Kb poly-fuse OTP IP (Intellectual Property) required for analog circuit trimming and calibration. In order to reduce the BL resistance of the poly-fuse OTP cell, which consists of an NMOS select transistor and a poly-fuse link, the BL stacked metal 2 and metal 3. In order to reduce BL routing resistance, the 4Kb cells are divided into two sub-block cell arrays of 64 rows × 32 rows, with the BL drive circuit located between the two 2Kb sub-block cell arrays, which are split into top and bottom. On the other hand, in this paper, we propose a core circuit for an OTP cell that uses one poly-fuse link to one select transistor. In addition, in the early stages of OTP IP development, we proposed a data sensing circuit that considers the case where the resistance of the unprogrammed poly-fuse can be up to 5kΩ. It also reduces the current flowing through an unprogrammed poly-fuse link in read mode to 138㎂ or less. The poly-fuse OTP cell size designed with DB HiTek 90nm CMOS process is 11.43㎛ × 2.88㎛ (=32.9184㎛2), and the 4Kb poly-fuse OTP IP size is 432.442㎛ × 524.6㎛ (=0.227mm2).

A 10b 50MS/s Low-Power Skinny-Type 0.13um CMOS ADC for CIS Applications (CIS 응용을 위해 제한된 폭을 가지는 10비트 50MS/s 저 전력 0.13um CMOS ADC)

  • Song, Jung-Eun;Hwang, Dong-Hyun;Hwang, Won-Seok;Kim, Kwang-Soo;Lee, Seung-Hoon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.48 no.5
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • This work proposes a skinny-type 10b 50MS/s 0.13um CMOS three-step pipeline ADC for CIS applications. Analog circuits for CIS applications commonly employ a high supply voltage to acquire a sufficiently acceptable dynamic range, while digital circuits use a low supply voltage to minimize power consumption. The proposed ADC converts analog signals in a wide-swing range to low voltage-based digital data using both of the two supply voltages. An op-amp sharing technique employed in residue amplifiers properly controls currents depending on the amplification mode of each pipeline stage, optimizes the performance of op-amps, and improves the power efficiency. In three FLASH ADCs, the number of input stages are reduced in half by the interpolation technique while each comparator consists of only a latch with low kick-back noise based on pull-down switches to separate the input nodes and output nodes. Reference circuits achieve a required settling time only with on-chip low-power drivers and digital correction logic has two kinds of level shifter depending on signal-voltage levels to be processed. The prototype ADC in a 0.13um CMOS to support 0.35um thick-gate-oxide transistors demonstrates the measured DNL and INL within 0.42LSB and 1.19LSB, respectively. The ADC shows a maximum SNDR of 55.4dB and a maximum SFDR of 68.7dB at 50MS/s, respectively. The ADC with an active die area of 0.53$mm^2$ consumes 15.6mW at 50MS/s with an analog voltage of 2.0V and two digital voltages of 2.8V ($=D_H$) and 1.2V ($=D_L$).

A 1280-RGB $\times$ 800-Dot Driver based on 1:12 MUX for 16M-Color LTPS TFT-LCD Displays (16M-Color LTPS TFT-LCD 디스플레이 응용을 위한 1:12 MUX 기반의 1280-RGB $\times$ 800-Dot 드라이버)

  • Kim, Cha-Dong;Han, Jae-Yeol;Kim, Yong-Woo;Song, Nam-Jin;Ha, Min-Woo;Lee, Seung-Hoon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.46 no.1
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    • pp.98-106
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    • 2009
  • This work proposes a 1280-RGB $\times$ 800-Dot 70.78mW 0.l3um CMOS LCD driver IC (LDI) for high-performance 16M-color low temperature poly silicon (LTPS) thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) systems such as ultra mobile PC (UMPC) and mobile applications simultaneously requiring high resolution, low power, and small size at high speed. The proposed LDI optimizes power consumption and chip area at high resolution based on a resistor-string based architecture. The single column driver employing a 1:12 MUX architecture drives 12 channels simultaneously to minimize chip area. The implemented class-AB amplifier achieves a rail-to-rail operation with high gain and low power while minimizing the effect of offset and output deviations for high definition. The supply- and temperature-insensitive current reference is implemented on chip with a small number of MOS transistors. A slew enhancement technique applicable to next-generation source drivers, not implemented on this prototype chip, is proposed to reduce power consumption further. The prototype LDI implemented in a 0.13um CMOS technology demonstrates a measured settling time of source driver amplifiers within 1.016us and 1.072us during high-to-low and low-to-high transitions, respectively. The output voltage of source drivers shows a maximum deviation of 11mV. The LDI with an active die area of $12,203um{\times}1500um$ consumes 70.78mW at 1.5V/5.5V.

Low price type inspection and monitoring system of lithium ion batteries for hybrid vessels (하이브리드 선박용 리튬 배터리의 저가형 감시시스템 구현)

  • Kwon, Hyuk-joo;Kim, Min-kwon;Lee, Sung-geun
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.40 no.1
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    • pp.28-33
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    • 2016
  • Batteries are used for main power engine in the fields such as mobiles, electric vehicles and unmanned submarines, for starter and lamp driver in general automotive, for emergency electric source in ship. These days, lead-acid and the lithium ion batteries are increasingly used in the fields of the secondary battery, and the lead-acid battery has a low price and safety comparatively, The lithium ion battery has a high energy density, excellent output characteristics and long life, whereas it has the risk of explosion by reacting with moisture in the air. But Recently, due to the development of waterproof, fireproof, dustproof technology, lithium batteries are widely used, particularly, because their usages are getting wider enough to be used as a power source for hybrid ship and electric propulsion ship, it is necessary to manage more strictly. Hybrid ship has power supply units connected to the packets to produce more than 500kWh large power source, and therefore, A number of the communication modules and wires need to implement the wire inspection and monitor system(WIIMS) that allows monitoring server to transmit detecting voltage, current and temperature data, which is required for the management of the batteries. This paper implements a low price type wireless inspection and monitoring system(WILIMS) of the lithium ion battery for hybrid vessels using BLE wireless communication modules and power line modem( PLM), which have the advantages of low price, no electric lines compared to serial communication inspection systems(SCIS). There are state of charge(SOC), state of health(SOH) in inspection parts of batteries, and proposed system will be able to prevent safety accidents because it allows us to predict life time and make a preventive maintenance by checking them at regular intervals.