• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.6-11
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• 2015

PPS 소자가 삽입된 N형 실리콘 제어 정류기(NSCR_PPS)소자에서 게이트와 $N^+$ 확산층 간격(Gate to Primary $N^+$ diffusion Space; GPNS)의 변화가 정전기 보호 성능에 미치는 영향을 연구하였다. FPW 구조와 CPS 이온주입을 행하지 않은 구조를 갖는 종래의 NSCR 표준소자는 on 저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 정전기 보호소자의 필요조건을 만족시키지 못해 마이크로칩의 정전기보호소자로 적용이 어려웠다. 그러나 본 연구에서 제안하는 PPW 구조와 CPS 이온주입을 동시에 적용하여 변형설계된 소자에서는 GPNS의 변화가 정전기 보호성능의 향상에 영향을 주는 중요한 파라미터였으며, 정전기보호소자의 설계창을 만족시키는 향상된 정전기보호성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.87-93
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• 2009

본 논문에서는 높은 홀딩 전압을 갖는 사이리스터(SCR; Silicon Controlled Rectifier)구조에 기반 한 새로운 구조의 ESD(Electro-Static Discharge) 보호 소자를 제안하였다. 홀딩전압은 애노드단을 감싸고 있는 n-well에 p+ 캐소드를 확장시키고, 캐소드단을 n-well로 추가함으로써 홀딩전압을 증가시킬 수 있다. 제안된 소자는 높은 홀딩전압 특성으로 높은 래치업 면역성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 소자의 전기적 특성, 온도특성, ESD 감내특성을 확인하기 위하여 TCAD 시뮬레이션 툴을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 소자는 10.5V의 트리거 전압과 3.6V의 홀딩전압을 갖는다. 그리고 추가적인 n-well과 확장된 p+의 사이즈 변화로 4V이상의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.1-5
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• 2015

PPS 소자가 삽입된 부분웰 구조의 N형 실리콘 제어 정류기(NSCR_PPS) 소자에서 정전기 보호 성능의 향상을 위한 CPS 이온주입조건의 최적화에 대해 연구하였다. 종래의 NSCR 표준소자는 on-저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 정전기 보호소자의 필요조건을 만족시키지 못해 적용이 어려웠으나, 본 연구에서 제안하는 CPS 이온주입과 부분웰 이온주입을 동시에 적용한 변형 설계된 소자의 경우 스냅백 홀딩 전압을 동작전압 이상으로 증가시킬 수 있는 향상된 정전기 보호성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.63-68
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• 2014

PPS 구조를 갖는 N형 실리콘 제어 정류기 소자에서 부분웰 구조가 정전기 보호 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 종래의 NSCR 표준소자는 온-상태 저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 정전기 보호소자의 필요조건을 만족시키지 못해 적용이 어려웠으나, 본 연구에서 제안하는 부분웰 구조를 갖도록 변형 설계된 NSCR-PPS 소자는 안정한 정전기보호 성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.333-340
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• 2022

고전압용 정전기 보호소자인 DDDNMOS(double diffused drain N-type MOSFET) 소자의 더블 스냅백 방지를 위한 최적의 이온주입 조건을 결정하기 위해 공정 및 소자 시뮬레이션이 수행되었다. HP-Well, N^- 드리프트 및 N⁺ 드레인 이온주입량의 변화가 더블 스냅백 및 애발란치 브레이크다운 전압에 미치는 영향을 고찰함으로써 더블 스냅백을 방지하여 정전기 보호 성능 개선할 수 있었다. HP-Well 영역보다는 N^- 드리프트 영역의 이온주입 농도를 최적으로 설계할 경우, 1차 on 상태에서 2차 on 상태로 전이하는 것을 막아주므로 비교적 양호한 정전기 보호 성능을 얻을 수 있었다. 또한 드리프트 이온주입 농도는 누설전류 및 애발란치 브레이크다운 전압에도 영향을 미치므로 동작전압이 30V보다 큰 공정기술에서는 DPS와 같은 새로운 구조를 적용하거나, 대안으로 여러 공정 변수들을 종합(colligation)하여 적용할 경우 향상된 정전기 보호 성능을 실현할 수 있을 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.376-380
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• 2021

본 논문에서는 일반적인 SCR의 구조를 개선하여 높은 홀딩 전압으로 인한 래치 업면역 특성을 가지는 새로운 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 ESD회로의 특성검증을 위하여 Synopsys사의 TCAD를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 기존 ESD 보호회로와 비교하여 제시하였다. 또한 설계변수 D1을 이용하여 전기적 특성의 변화를 검증하였다. 시뮬레이션 수행 결과 제안된 ESD 보호회로는 기존의 ESD 보호회로에 비해 높은 홀딩 전압특성과 양방향 방전특성을 확인하였다. 또한, Samsung의 0.13um BCD 공정을 이용하여 설계 후 TLP 측정을 통해 전기적 특성을 검증하였다. 이러한 과정을 통해 본 논문에서 제안된 ESD 보호회로 설계변수의 최적화를 진행하였고 향상된 홀딩 전압으로 래치 업 면역을 갖는다는 점에서 고전압 어플리케이션에 적용하기에 매우 적합함을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.10-10
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• 2010

ESD (Electrostatic Discharge) phenomenon occurs in everywhere and especially it damages to semiconductor devices. For ESD protection, there are some devices such as diode, GGNMOS (Gate-Grounded NMOS), SCR (Silicon-Controlled Rectifier), etc. Among them, diode and GGNMOS are usually chosen because of their small size, even though SCR has greater current capability than GGNMOS. In this paper, a novel SCR is proposed on the SOI (Silicon-On-Insulator) structure which has $1{\mu}m$ film thickness. In order to design and confirm the proposed SCR, TSUPREM4 and MEDICI simulators are used, respectively. According to the simulation result, although the proposed SCR has more compact size, it's electrical performance is better than electrical characteristics of conventional GGNMOS.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.124-129
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• 2013

PPS 구조가 삽입된 N형 실리콘 제어 정류기 소자를 마이크로 칩의 고전압 I/O 응용을 위해 연구하였다. 종래의 NSCR_PPS_Std 표준소자는 매우 낮은 스냅백 홀딩 전압을 갖는 전형적인 SCR 특성을 가지고 있어 정상적인 동작 동안 래치업 문제가 나타나는 것으로 보고되고 있다. 그러나 본 연구에서 제안하는 CPS 및 부분적으로 형성된 P-Well(PPW) 구조를 갖는 변형된 NSCR_PPS_CPS_PPW 소자는 높은 래치업 면역과 트리거링 전압의 조절이 용이한 안정한 ESD 보호 성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.196-204
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• 2022

Electrostatic discharge (ESD) protection devices of P-type embedded silicon-controlled rectifier (PESCR) structure were analyzed for high-voltage operating input/output (I/O) applications. Conventional PESCR standard device exhibits typical SCR characteristics with very low-snapback holding voltages, resulting in latch-up problems during normal operation. However, the modified device with the counter pocket source (CPS) surrounding N⁺ source region and partially formed P-well (PPW) structures proposed in this study could improve latch-up immunity by indicating high on-resistance and snapback holding voltage.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.97-98
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• 2006

High current behaviors of the grounded gate extended drain N-type metal-oxide-semiconductor field effects transistor (GG_EDNMOS) electro-static discharge (ESD) protection devices are analyzed. Simulation based contour analyses reveal that combination of BJT operation and deep electron channeling induced by high electron injection gives rise to the 2-nd on-state. Thus, the deep electron channel formation needs to be prevented in order to realize stable and robust ESD protection performance. Based on our analyses, general methodology to avoid the double snapback and to realize stable ESD protection is to be discussed.