• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.195-195
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• 2012

Recently, graphene based solution-gated field-effect transistors (SGFETs) have been received a great attention in biochemical sensing applications. Graphene and reduced graphene oxide (RGO) possess various advantages such as high sensitivity, low detection limit, label-free electrical detection, and ease of fabrication due to their 2D nature and large sensing area compared to 1D nanomaterials- based nanobiosensors. Therefore, graphene or RGO -based SGFET is a good potential candidate for sensitive detection of protons (H+ ions) which can be applied as the transducer in various enzymatic or cell-based biosensing applications. However, reports on detection of H+ ions using graphene or RGO based SGFETs have been still limited. According to recent reports, clean graphene grown by CVD or exfoliation is electrochemically insensitive to changes of H+ concentration in solution because its surface does not have terminal functional groups that can sense the chemical potential change induced by varying surface charges of H+ on CVD graphene surface. In this work, we used RGO -SGFETs having oxygen-containing functional groups such as hydroxyl (OH) groups that effectively interact with H+ ions for expectation of increasing pH sensitivity. Additionally, we also investigate RGO based SGFETs for bio-sensing applications. Hydroloytic enzymes were introduced for sensing of biomolecular interaction on the surface of RGO -SGFET in which enzyme and substrate are acetylcholinesterase (AchE) and acetylcholine (Ach), respectively. The increase in H+ generated through enzymatic reaction of hydrolysis of Ach by AchE immobilized on RGO channel in SGFET could be monitored by the change in the drain-source current (Ids).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.479-479
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• 2011

Flexible inverters based on complementary thin-film transistor (CTFTs) are important because they have low power consumption and other advantages over single type TFT inverters. In addition, integrated CTFTs in flexible electronic circuits on low-cost, large area and mechanically flexible substrates have potentials in various applications such as radio-frequency identification tags (RFIDs), sensors, and backplanes for flexible displays. In this work, we introduce flexible complementary inverters using pentacene and amorphous indium gallium zinc oxide (IGZO) for the p-channel and n-channel, respectively. The CTFTs were fabricated on polyimide (PI) substrate. Firstly, a thin poly-4-vinyl phenol (PVP) layer was spin coated on PI substrate to make a smooth surface with rms surface roughness of 0.3 nm, which was required to grow high quality IGZO layers. Then, Ni gate electrode was deposited on the PVP layer by e-beam evaporator. 400-nm-thick PVP and 20-nm-thick ALD Al2O3 dielectric was deposited in sequence as a double gate dielectric layer for high flexibility and low leakage current. Then, IGZO and pentacene semiconductor layers were deposited by rf sputter and thermal evaporator, respectively, using shadow masks. Finally, Al and Au source/drain electrodes of 70 nm were respectively deposited on each semiconductor layer using shadow masks by thermal evaporator. Basic electrical characteristics of individual transistors and the whole CTFTs were measured by a semiconductor parameter analyzer (HP4145B, Agilent Technologies) at room temperature in the dark. Performance of those devices then was measured under static and dynamic mechanical deformation. Effects of cyclic bending were also examined. The voltage transfer characteristics (Vout- Vin) and voltage gain (-dVout/dVin) of flexible inverter circuit were analyzed and the effects of mechanical bending will be discussed in detail.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권1호
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• pp.32-37
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• 2007

고효율과 고선형성을 갖는 DMB CMOS 전력증폭기가 제안되어 있다. 이 논문에서는 0.13-um 표준 CMOS 공정이 적용되어졌고 제안된 전력증폭기의 모든 구성 소자는 출력 정합 회로망과 적응형 바이어스 조절 회로를 포함하여 하나의 칩속에 완전히 집적되어졌다. 효율과 선형성을 동시에 개선시키기 위하여 적응형 바이어스 조절 회로가 드레인 노드에 위치한 2차 고조파 종단 회로와 함께 적용되어졌다. 전력증폭기는 각각 16.64 dBm의 $P_{1dB}$, 38.31 %의 효율 (PAE), 그리고 24.64 dB의 출력 이득을 보였다. 3차 혼변조왜곡 (IMD3)과 5차 혼변조왜곡 (IMD5)은 각각 -24.122 dBc, -37.156 dBc 이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1627-1634
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• 2017

비정질 InGaZnO 박막 두께가 다른 무접합 트랜지스터를 제작하고 두께에 따른 양과 음의 게이트 스트레스 전압 및 빛을 비춘 상태에서 소자 불안정성을 분석하였다. 채널 박막 두께가 얇을수록 게이트 스트레스 및 빛이 인가된 상태에서 문턱전압 및 드레인 전류 변화가 큰 것을 알 수 있었다. 그 원인을 stretched-exponential 모델과 소자 시뮬레이션을 수행하여 설명하였다. 박막이 얇을수록 캐리어 트랩핑 시간이 짧기 때문에 전자나 홀이 빨리 활성화되는 것과 채널 박막의 뒷부분에서 채널의 수직 전계가 증가하여 전자나 홀을 많이 축적할 수 있는 것으로 설명하였다. IGZO 무접합 트랜지스터 제작에서 채널 박막의 두께를 결정할 때 채널 박막 두께가 얇을수록 소자 불안정성이 큰 것을 고려해야 됨을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.889-893
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• 2015

본 연구에서는 채널 폭 변화에 따른 나노와이어 GAA 소자의 GIDL 전류 (Gate Induced Drain Leakage Current)를 측정하고, hot carrier 스트레스를 인가하였을 때 소자의 GIDL전류특성 변화를 분석하였다. 소자의 길이는 250nm로 고정시키고 채널 폭이 10nm, 50nm, 80nm, 130nm인 소자들을 사용하여 측정하였다. 스트레스 전의 소자를 측정한 결과 채널 폭이 감소할수록 GIDL전류가 증가하였고, 채널 폭이 증가할수록 구동전류는 증가함을 확인하였다. Hot carrier 스트레스에 따른 GIDL 전류 측정값의 변화율은 채널 폭이 감소할수록 큰 변화율을 보였다. 또한, 채널 폭이 감소할수록 또 hot carrier 스트레스 후 GIDL 전류가 증가하는 이유를 소자 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1A호
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• pp.80-86
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• 2010

본 논문은 게이트 채널 길이 0.13 [${\mu}m$]의 p-MOS 트랜지스터에서 음 바이어스 온도 불안정(NBTI) 전류 스트레스 인가에 의한 게이트유기 드레인 누설(GIDL) 전류를 측정 분석하였다. NBTI 스트레스에 의한 문턱전압의 변화와 문턱전압아래 기울기와 드레인 전류 사이에 상관관계로부터, 소자의 특성 변화의 결과로 열화에 대한 중요한 메카니즘이 계면 상태의 생성과 관련이 있다는 것을 분석하였다. GIDL 전류의 측정 결과로부터, NBTI 스트레스에 기인한 계면상태에서 전자-정공 쌍의 생성이 GIDL 전류의 증가의 결과를 도출하였다. 이런 결과로 부터, 초박막 게이트 산화막 소자에서 NBTI 스트레스 후에 증가된 GIDL 전류를 고려해야만 한다. 또한, 동시에 신뢰성 특성과 직류 소자 성능의 고려가 나노 크기의 CMOS 통신회로 설계의 스트레스 파라미터들에서 반드시 있어야 한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권1호
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• pp.66-77
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• 2010

Improvement in breakdown voltage ($BV_{ds}$) and speed of the device are the key issues among the researchers for enhancing the performance of HEMT. Increased speed of the device aspires for shortened gate length ($L_g$), but due to lithographic limitation, shortening $L_g$ below sub-micrometer requires the inclusion of various metal-insulator geometries like T-gate onto the conventional architecture. It has been observed that the speed of the device can be enhanced by minimizing the effect of upper gate electrode on device characteristics, whereas increase in the $BV_{ds}$ of the device can be achieved by considering the finite effect of the upper gate electrode. Further, improvement in $BV_{ds}$ can be obtained by applying field plates, especially at the drain side. The important parameters affecting $BV_{ds}$ and cut-off frequency ($f_T$) of the device are the length, thickness, position and shape of metal-insulator geometry. In this context, intensive simulation work with analytical analysis has been carried out to study the effect of variation in length, thickness and position of the insulator under the gate for various metal-insulator gate geometries like T-gate, $\Gamma$-gate, Step-gate etc., to anticipate superior device performance in conventional HEMT structure.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.467-468
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• 2006

We report on the fabrication of P3HT-based thin-film transistors (TFT) that consist of indium-zinc-oxide (IZO), PVP (poly-vinyl phenol), and Ni for the source-drain (S/D) electrode, gate dielectric, and gate electrode, respectively. The IZO S/D electrodes of which the work function is well matched to that of P3HT were deposited on a P3HT channel by thermal evaporation of IZO and showed a moderately low but still effective transmittance of ~25% in the visible range along with a good sheet resistance of ${\sim}60{\Omega}/{\square}$. The maximum saturation current of our P3HT-based TFT was about $15{\mu}A$ at a gate bias of -40V showing a high field effect mobility of $0.05cm^2/Vs$ in the dark, and the on/off current ratio of our TFT was about $5{\times}10^5$. It is concluded that jointly adopting IZO for the S/D electrode and PVP for gate dielectric realizes a high-quality P3HT-based TFT.

• 전자공학회논문지
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• 제53권2호
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• pp.117-122
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• 2016

최근 환경, 의료분야에서 실시가 검출 및 인체 삽입형 pH 센서에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 생체적 합성이 우수한 그래핀을 이용하여 실시간 pH 검출이 가능한 센서를 개발하였다. Polyethylene terephthalate(PET) 기판에 전사된 그래핀 표면에 이온 용액속에서 동작하는 전계효과 트랜지스터(solution-gated field-effect transistors; SGFETs)를 제작하였으며 이를 이용하여 이온 용액의 pH를 검출하였다. 제작한 트랜지스터의 게이트 채널 길이는 $500{\mu}m$, 게이트 채널 폭은 8mm이다. 이온 용액속에서 트랜지스터 동작특성 및 pH 감도를 평가하기 위하여 드레인-소스 전압($V_{DS}$)에 따른 드레인-소스 전류($I_{DS}$) 및 게이트-소스 전압($V_{GS}$)에 따른 드레인-소스 전류($I_{DS}$)를 측정하였다. PET기판에 전사된 그래핀 위에 제작한 그래핀 SGFETs의 전류-전압 특성은 이온 용액내에서 매우 안정적으로 동작하였으며 그래핀 SGFETs의 Dirac point는 이온 용액의 pH값이 증가함에 따라 양의 방향으로 19.32 mV/pH씩 증가하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.773-776
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• 2014

본 연구에서는 채널 길이와 폭의 변화에 따른 실리콘 나노와이어 MOSFET 소자의 아날로그 특성을 비교 분석 하였다. 측정 온도는 $30^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $100^{\circ}C$이다. 사용된 소자의 폭은 20nm, 30nm, 80nm, 130nm 와 길이는 250nm, 300nm, 250nm, 500nm을 사용하였다. 소자의 아날로그 특성은 이동도, 트랜스컨덕턴스, Early 전압, 전압이득, 드레인 전류 이다. 이동도는 폭이 증가함에 따라 증가하고 길이와 온도가 증가할수록 감소한다. 트랜스 컨덕턴스는 폭이 증가하면 증가한다. Early 전압은 길이와 온도가 증가함에 따라 증가하고 폭이 증가함에 따라 감소한다. 따라서 이득은 폭의 감소와 길이가 증가함에 따라 증가하고 온도가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있었다.