• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.48-57
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• 2020

Wireless charger, USB type-C 등의 응용에서 사용되는 MCU는 추가 공정 마스크가 작으면서 셀 사이즈가 작은 MTP 메모리가 요구된다. 기존의 double poly EEPROM 셀은 사이즈가 작지만 3~5 장 정도의 추가 공정 마스크가 요구되고, FN 터널링 방식의 single poly EEPROM 셀은 셀 사이즈가 큰 단점이 있다. 본 논문에서는 vertical PIP 커패시터를 사용한 110nm MTP 셀을 제안하였다. 제안된 MTP 셀의 erase 동작은 FG와 EG 사이의 FN 터널링을 이용하였고 프로그램 동작은 CHEI 주입 방식을 사용하므로 MTP 셀 어레이의 PW을 공유하여 MTP 셀 사이즈를 1.09㎛2으로 줄였다. 한편 USB type-C 등의 응용에서 요구되는 MTP 메모리 IP는 2.5V ~ 5.5V의 넓은 전압 범위에서 동작하는 것이 필요하다. 그런데 VPP 전하펌프의 펌핑 전류는 VCC 전압이 최소인 2.5V일 때 가장 낮은 반면, 리플전압은 VCC 전압이 5.5V일 때 크게 나타난다. 그래서 본 논문에서는 VCC detector 회로를 사용하여 ON되는 전하펌프의 개수를 제어하여 VCC가 높아지더라도 펌핑 전류를 최대 474.6㎂로 억제하므로 SPICE 모의실험을 통해 VPP 리플 전압을 0.19V 이내로 줄였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권1B호
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• pp.183-192
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• 2000

본 논문에서는 전류펌핑 알고리즘을 이용한 클락 동기용 3.3V 단일 공급 전압하에서 3-250MHz 입력 록킹 범위를 갖는 2중 루프 구조의 CMOS PLL 회로를 설계하였다. 본 논문은 전압 제어 발진기 회로의 전압대 주파수의 선형성을 향상시키기 위한 전류펌핑 알고리즘을 이용한 PLL 구조를 제안한다. 설계된 전압 제어 발진기 회로는 75.8MHz-1GHz 의 넓은 주파수 범위에서 높은 성형성을 가지고 동작한다. 또한, 록킹 되었을 때 루프 필터 회로를 포함한 저하 펌프 회로의 전압 변동 현상을 막는 위상 주파수 검출기 회로를 설계하였다. 0.6$\mu\textrm{m}$ N-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 모이 실험 한 결과, 125MHz의 입력 주파수를 갖고 1GHz의 동작 주파수에서 3.5$\mu\textrm{s}$의 록킹 시간과 92mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정 결과 V-I 컨버터 회로를 포함한 VCO 회로의 위상 잡음은 100kHz의 옵셋 주파수에서 -100.3dBc/Hz를 나타내었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.327-330
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• 2004

It is shown that the hot carrier degradation due to enhanced hot holes trapping dominates PMOSFETs lifetime both in thin and thick devices. Moreover, it is found that in 0.13 ${\mu}m$ CMOSFET the PMOS lifetime under CHC (Channel Hot Carrier) stress is lower than the NMOSFET lifetime under DAHC (Drain Avalanche Hot Carrier) stress. Therefore. the interface trap generation due to enhanced hot hole injection will become a dominant degradation factor. In case of thick MOSFET, the degradation by hot carrier is confirmed using charge pumping current method and highly necessary to enhance overall device lifetime or circuit lifetime in upcoming nano-scale CMOS technology.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.157-158
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• 2007

Effects of post-metallization anneal (PMA) on interface trap characteristics of Si-$SiO_2$ are studied. The conventional PMA method utilizes forming gas anneal, where 10% hydrogen in nitrogen atmosphere is used. A new PMA method utilizes hydrogen rich PECVD- silicon nitride $(SiN_x)$ film as a hydrogen diffusion source and a out-diffusion blocking layer. It can be shown through charge pumping current measurement that the new PMA is indeed effective to decrease Si-$SiO_2$ interface trap density.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1182-1184
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• 2018

The combination of angular spin momentum with electronics is a promising successor to charge-based electronics. The conduction bands in GaAs may become spin-polarized via optical spin pumping, doping with magnetic ions, or induction of a moment with an external magnetic field. We investigated the spin populations in GaAs with x-ray magnetic circular dichroism for each of these three cases. We find strong anti-symmetric lineshapes at the Ga $L_3$ edge indicating conduction band spin splitting, with differences in line width and amplitude depending on the source of spin polarization.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권6호
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• pp.13-21
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• 2010

본 논문에서는 가변 펌핑 클록 주파수를 이용한 모바일 D랩용 고효율 승압 전압 발생기를 제안한다. 제안된 승압 전압 발생기는 효율을 높이기 위해서 3단 Cross-coupled 점하 펌프를 사용하였으며, 또한 최종 출력 전압의 승압 시간을 줄이기 위해 기존의 승압 전압 발생기에서 사용되는 고정된 펌핑 클록 주파수 대신 전압 제어 발생기를 사용하여 펌핑 클록 주파수을 가변하였다. 따라서 제안된 승압 전압 발생기는 1.2 V 전원 전압, 최대 2 mA의 부하 전류, 1 nF의 부하 캐퍼시터 조건에서 24.0-${\mu}s$안에 3.0 V의 최종 출력 전압을 승압할 수 있다. 실험 결과 제안된 승압 전압 발생기는 에너지 소비를 26% (1573 nJ $\rightarrow$ 1162 nJ), 승압 시간을 29% (33.7-${\mu}s$ $\rightarrow$ 24.0-${\mu}s$) 감소시켰다. 따라서 제안된 승압 전압 발생기를 사용함으로써, 높은 에너지 효율과 빠른 승압을 동시에 구현할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.2366-2373
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• 2007

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$의 EEPROM cell을 사용하여 수동형 UHF RFID 태그 칩에 사용되는 저전력, 저면적의 1Kbits 비동기식 EEPROM IP를 설계하였다. 저면적 회로 설계 기술로는 $0.18{\mu}m$ EEPROM 공정을 이용하여 비동기식 EEPROM IP를 설계하므로 command buffer와 address buffer를 제거하였고 separate I/O 방식을 사용하므로 tri-state 데이터 출력 버퍼(data output buffer)를 제거하였다. 그리고 저전압(low voltage)의 VDD에서 EEPROM cell이 필요로 하는 고전압(high voltage)인 VPP와 VPPL 전압을 안정적으로 공급하기 위해 기존의 PN 접합 다이오드 대신 Schottky 다이오드를 사용한 Dickson 전하펌프를 설계하므로 전하펌프의 펌핑단(pumping stage)의 수를 줄여 전하펌프가 차지하는 면적을 줄였다. 저전력 회로 설계 기술로 Dickson 전하 펌프(charge pump)를 이용하여 VPP generator를 만들고 Dickson 전하펌프의 임의의 노드 전압을 이용하여 프로그램과 지우기 모드에서 각각 필요로 하는 VPPL 전압을 선택하도록 하게 해주는 VPPL 전원 스위칭 회로를 제안하여 쓰기전류(write current)를 줄이므로 저전력 EEPROM IP를 구현하였다. $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 설계된 비동기식 EEPROM용 테스트 칩은 제작 중에 있으며, 비동기식 1Kbits EEPROM의 레이아웃 면적은 $554.8{\times}306.9{\mu}m2$로 동기식 1Kbits EEPROM에 비해 레이아웃면적을 11% 정도 줄였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.287-287
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• 2011

ITRS(international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 MOS (metal-oxide-semiconductor)의 CD(critical dimension)가 45 nm node이하로 줄어들면서 poly-Si/SiO2를 대체할 수 있는 poly-Si/metal gate/high-k dielectric이 대두되고 있다. 일반적으로 metal gate를 식각시 정확한 CD를 형성시키기 위해서 plasma를 이용한 RIE(reactive ion etching)를 사용하고 있지만 PIDs(plasma induced damages)의 하나인 PICD(plasma induced charging damage)의 발생이 문제가 되고 있다. PICD의 원인으로 plasma의 non-uniform으로 locally imbalanced한 ion과 electron이 PICC(plasma induced charging current)를 gate oxide에 발생시켜 gate oxide의 interface에 trap을 형성시키므로 그 결과 소자 특성 저하가 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 이에 차세대 MOS의 metal gate의 식각공정에 HDP(high density plasma)의 ICP(inductively coupled plasma) source를 이용한 중성빔 시스템을 사용하여 PICD를 줄일 수 있는 새로운 식각 공정에 대한 연구를 하였다. 식각공정조건으로 gas는 HBr 12 sccm (80%)와 Cl2 3 sccm (20%)와 power는 300 w를 사용하였고 200 eV의 에너지로 식각공정시 TEM(transmission electron microscopy)으로 TiN의 anisotropic한 형상을 볼 수 있었고 100 eV 이하의 에너지로 식각공정시 하부층인 HfO2와 높은 etch selectivity로 etch stop을 시킬 수 있었다. 실제 공정을 MOS의 metal gate에 적용시켜 metal gate/high-k dielectric CMOSFETs의 NCSU(North Carolina State University) CVC model로 effective electric field electron mobility를 구한 결과 electorn mobility의 증가를 볼 수 있었고 또한 mos parameter인 transconductance (Gm)의 증가를 볼 수 있었다. 그 원인으로 CP(Charge pumping) 1MHz로 gate oxide의 inteface의 분석 결과 이러한 결과가 gate oxide의 interface trap양의 감소로 개선으로 기인함을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권7호
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• pp.35-40
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• 2005

본 논문에서는 900MHz 대역 중저속 무선 통신용 칩에 이용되는 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용한 Fractional-N PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다 우수한 위상노이즈 특성을 얻기 위해 노이즈 특성이 좋은LC VCO를 사용하였다. 그리고 고착시간을 줄이기 위해서 Charge Pump의 펌핑 전류를 주파수 천이 값에 따라 조절할 수 있도록 제작하였고 PFD의 참조 주파수를 3MHz까지 높였다. 또한 참조 주파수를 높이는 동시에 PLL의 최소 주파수 천이 간격을 10KHz까지 줄일 수 있도록 하기위하여 36/37 Fractional-N 분주기를 제작하였다. Fractional Spur를 줄이기 위해서 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용하였다. 그리고 VCO, Divider by 8 Prescaler, PFD, 및 Charge Pump는 0.25um CMOS공정으로 제작되었으며, 루프 필터는 외부 컴포넌트를 이용한 3차RC 필터로 제작되었다. 그리고 Fractional-N 분주기와 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator는 VHDL 코드로 작성되었으며 Xilinx Spartan2E을 사용한 FPGA 보드로 구현되었다. 측정결과 PLL의 출력 전력은 약 -11dBm이고, 위상노이즈는 100kHz offset 주파수에서 -77.75dBc/Hz이다. 최소 주파수 간격은 10kHz이고, 최대 주파수 천이는 10MHz이고, 최대 주파수 변이 조건에서 고착시간은 약 800us이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.941-947
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• 2017

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 FRS 대역 무전기용 반송파 신호를 쿼드러쳐(Quadrature) 형식으로 출력하는 Fractional-N 위상 고정루프(PLL) 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 설계한 주파수 합성기의 주요 블록은 전압 제어 발진기(VCO), 전하 펌프(CP), 루프 필터(LF), 위상 주파수 검출기(PFD) 그리고 주파수 분주기이다. VCO는 우수한 위상잡음과 전력 특성을 얻을 수 있는 LC 공진 방식으로 설계했고, CP는 참조 주파수에 따라 펌핑 전류를 조절할 수 있도록 설계하였다. 주파수 분주기는 16분주의 전치 분주기와 3차 델타-시그마 모듈레이터($3^{rd}$ DSM) 방식의 Fractional-N 분주기로 설계하였다. LF는 외부의 3차 RC 루프 필터로 구성하였다. 측정결과, 주파수 합성기의 동작 주파수 영역은 최소 460 MHz에서 최대 510 MHz이고, 출력전력으로는 약 -3.86 dBm을 얻었다. 출력의 위상잡음은 100 Hz offset 주파수에서 -94.8 dBc/Hz이며 위상 루프 고착 시간은 약 $300{\mu}s$이다.