• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.6 no.2
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• pp.106-113
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• 2006

Electrical properties of $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ p-MOSFETs have been exploited in an effort to investigate $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ channel structures designed especially to suppress diffusion of dopants during epitaxial growth and subsequent fabrication processes. The incorporation of 0.1 percent of carbon in $Si_{0.88}Ge_{0.12}$ channel layer could accomodate stress due to lattice mismatch and adjust bandgap energy slightly, but resulted in deteriorated current-voltage properties in a broad range of operation conditions with depressed gain, high subthreshold current level and many weak breakdown electric field in gateoxide. $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ channel structures with boron delta-doping represented increased conductance and feasible use of modulation doped device of $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ heterostructures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.129-129
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• 2011

ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.1
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• pp.65-73
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• 1999

Si-tip FEAs were fabricated by a lift-off based process and their operating properties were evaluated. The dependence of emission current on applied gate and anode voltages, maximum emission current, hysteresis phenomena, MOSFET-type curves, current fluctuation, light emission from the emitted electrons, and failure mechanism of the device were widely discussed based on the experimental results.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.223-224
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• 2016

본 논문은 상용급 전기버스의 24 V 전장전력공급장치로써 고전압배터리부터 저전압으로 변성하는 전력변환장치인 저전압 직류변환장치 (Low Voltage DC/DC Converter : LDC) 개발에 관하여 기술한다. 제안하는 LDC는 효율을 높이기 위해 트랜스포머 1차 측 위상천이 전브리지 스위칭 소자에 SiC MOSFET을 사용하고, 2차 측에 동기정류방식을 적용하였다. 고효율 성능을 검증하기 위해 시작품을 제작하고 시험을 통해 3 kW 97% 이상의 고효율, 고출력, 고밀도의 특성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.18 no.4
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• pp.43-48
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• 1981

The Cdse TFTs with SiO gate insulator layer have been fabricated with vacum evaporatim technique. The effects of semiconductor thickness and drain-source channel length on the electrical propertis have been investigated. The TFTs with 1000$\AA$ SiO insulator, 1500 $\AA$ CdSe semiconductor layer and 40$\mu$m chammel length showed the best characteristics.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.138-139
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• 2007

탄화규소반도체소자는 wide band-gap 반도체 재료로 고전압, 고속스위칭 특성이 우수하여 차세대 전력반도체소자로 매우 유망한 소자이다. 이러한 물리적 특성으로 전력변환소자인 고전압 MOSFET 소자를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 MOS 소자에서 가장 중요한 게이트 산화막의 특성이 소자에 적용하기에는 그 특성이 많이 취약한 상태이다. 따라서 이러한 단점을 해결하여 고전압 전력변환소자로 적용하기 위하여 게이트 산화막이 필요없는 JFET 소자가 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 JFET 소자를 normally-off type으로 동작시키기 위하여 게이트의 구조, 도핑농도 및 게이트 폭을 조절하여 simulation를 수행하였다. 케이트의 농도 및 접합깊이에 따라 normally-on 또는 off 특성에 큰 영향을 미치고 있으며 게이트 트렌치구조의 깊이에 따라서도 영향을 받는다. 본 simulation 결과 최적의 트렌치 길이, 폭 및 농도로 소자를 구성하여 $1.3m{\Omega}cm^2$의 온-저항 특성을 얻을 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• v.18 no.4
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• pp.1255-1267
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• 2018

Parasitic parameters have a larger influence on Silicon Carbide (SiC) devices with an increase of the switching frequency. This limits full utilization of the performance advantages of the low switching losses in high frequency applications. By combining a theoretical analysis with a experimental parametric study, a mathematic model considering the parasitic inductance and parasitic capacitance is developed for the basic switching circuit of a SiC MOSFET. The main factors affecting the switching characteristics are explored. Moreover, a fast-switching double pulse test platform is built to measure the individual influences of each parasitic parameters on the switching characteristics. In addition, guidelines are revealed through experimental results. Due to the limits of the practical layout in the high-speed switching circuits of SiC devices, the matching relations are developed and an optimized layout design method for the parasitic inductance is proposed under a constant length of the switching loop. The design criteria are concluded based on the impact of the parasitic parameters. This provides guidelines for layout design considerations of SiC-based high-speed switching circuits.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.04b
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• pp.37-38
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• 2009

SiC power device possesses attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation. In general, device design has a significant effect on the switching characteristics. It is known that in SiC power MOSFET, the JFET region width is one of the most important parameters. In this paper, we demonstrated that the switching performance of DMOSFET is dependent on the with width of the JFET region by using 2-D Mixed-mode simulations. The 4H-SiC DMOSFETs with a JFET region designed to block 800 V were optimized for minimum loss by adjusting the parameters of the n JFET region, CSL, and n-drift layer. It has been found that the JFET region reduces specific on-resistance and therefore the switching characteristics depend on the JFET region.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.29 no.1
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• pp.14-18
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• 2020

This study investigates the nitrogen dioxide (NO₂) sensing characteristics of an Si MOSFET gas sensor with a tungsten trioxide (WO₃) sensing layer deposited using the sputtering method. The Si MOSFET gas sensor consists of a horizontal floating gate (FG) interdigitated with a control gate (CG). The WO₃ sensing layer is deposited on the interdigitated CG-FG of a field effect transistor(FET)-type gas sensor platform. The sensing layer is deposited with different thicknesses of the film ranging from 100 nm to 1 ㎛ by changing the deposition times during the sputtering process. The sensing characteristics of the fabricated gas sensor are measured at different NO₂ concentrations and operating temperatures. The response of the gas sensor increases as the NO₂ concentration and operating temperature increase. However, the gas sensor has an optimal performance at 180℃ considering both response and recovery speed. The response of the gas sensor increases significantly from 24% to 138% as the thickness of the sensing layer increases from 100 nm to 1 ㎛. The sputtered WO₃ film consists of a dense part and a porous part. As reported in previous work, the area of the porous part of the film increases as the thickness of the film increases. This increased porous part promotes the reaction of the sensing layer with the NO₂ gas. Consequently, the response of the gas sensor increases as the thickness of the sputtered WO₃ film increases.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.17 no.2
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• pp.216-222
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• 2017

The most prominent challenge for MOSFET scaling is to reduce power consumption; however, the supply voltage ($V_{DD}$) cannot be scaled down because of the carrier injection mechanism. To overcome this limit, a new type of field-effect transistor using positive feedback as a carrier injection mechanism (FBFET) has been proposed. In this study we have investigated the electrical characteristics of a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET with one gate and one-sided $Si_3N_4$ spacer using TCAD simulations. To reduce the drain bias dependency, $Si_{1-x}Ge_x$ was introduced as a low-bandgap material, and the minimum subthreshold swing was obtained as 2.87 mV/dec. This result suggests that a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET is a promising candidate for future low-power devices.