SPICE를 사용한 다결정 실리콘 TFT-LCD 화소의 전기적 특성 시뮬레이션 방법의 체계화

손명식,유재일,심성륭,장진,유건호,Son, Myung-Sik,Ryu, Jae-Il,Shim, Seong-Yung,Jang, Jin,Yoo Keon-Ho 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.38 No.12

복잡한 thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD) array 회로의 전기적 특성을 분석하기 위해서는 PSPICE나 AIM-SPICE와 같은 회로 시뮬레이터를 사용하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 SPICE 시뮬레이션을 위한 다결정 실리콘 (poly-Si) TFT 소자의 입력 변수 추출을 체계화하는 방법을 도입한다. 이 방법을 excimer laser annealing 및 silicide mediated crystallization 방법으로 각각 제작된 다결정 실리콘 TFT 소자에 적용하여 실험 결과와 잘 일치하는 결과를 얻었다. SPICE 시뮬레이터 중에서 PSPICE는 graphic user interface(GUI) 방식의 편의성을 제공하므로 손쉽게 복잡한 회로를 구성할 수가 있다는 장점이 있으나, poly-Si TFT 소자 모델을 가지고 있지 않다. 이 연구에서는 PSPICE에 다결정 실리콘 TFT 소자 모델을 이식하고, TFT가 이식된 PSPICE를 사용하여 poly-Si TFT-LCD 단위 화소 및 라인 RC 지연을 고려한 화소에 대한 전기적 특성을 분석하였다. 이러한 결과는 TFT-LCD 어레이 특성 분석을 위한 시뮬레이션을 효율적으로 수행하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. In order to analyze the electrical characteristics of complicated thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD) array circuits, it is indispensible to use simulation programs such as PSPICE and AIM-SPICE. In this paper, we present a systematic method of extracting the input parameters of poly-Si TFT for SPICE simulations. This method was applied to two different types of poly-Si TFTs, fabricated by excimer laser annealing and silicide mediated crystallization methods, and yielded good fitting results to experimental data. Among the SPICE simulators, PSPICE has the graphic user interface feature making the composition of complicated circuits easier. We added successfully a poly-Si TFT device model to the PSPICE simulator, and analyzed easily the electrical characteristics of pixels considering the line RC delay. The results of this work would contribute to efficient simulations of poly-Si TFT-LCD arrays.

ZEP520 포토리지스트를 이용한 나노 패턴 형성을 위한 전자빔 리소그래피 공정 모델링 및 시뮬레이션

손명식,Son, Myung-Sik 한국반도체디스플레이기술학회 2007 반도체디스플레이기술학회지 Vol.6 No.3

A computationally efficient and accurate Monte Carlo (MC) simulator of electron beam lithography process, which is named SCNU-EBL, has been developed for semiconductor nanometer pattern design and fabrication. The simulator is composed of a MC simulation model of electron trajectory into solid targets, an Gaussian-beam exposure simulation model, and a development simulation model of photoresist using a string model. Especially for the trajectories of incident electrons into the solid targets, the inner-shell electron scattering of an target atom and its discrete energy loss with an incident electron is efficiently modeled for multi-layer resists and heterogeneous multi-layer targets. The simulator was newly applied to the development profile simulation of ZEP520 positive photoresist for NGL(Next-Generation Lithography). The simulation of ZEP520 for electron-beam nanolithography gave a reasonable agreement with the SEM experiments of ZEP520 photoresist.

손해사정현장 - 화재 현장 조사 유감

손명식,Son, Myeong-Sik 한국화재보험협회 1993 防災와 保險 Vol.56 No.-

손해 사정 현장 - 잔존물 평가

손명식,Son, Myeong-Sik 한국화재보험협회 1993 防災와 保險 Vol.57 No.-

MHEMT 소자의 DC/RF 특성에 대한 시뮬레이션 연구

손명식,Son, Myung-Sik 한국진공학회 2011 Applied Science and Convergence Technology Vol.20 No.5

GaAs나 InP 기반의 high electron mobility transistor (HEMT) 소자들은 우수한 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 특성 및 이에 따른 우수한 저잡음 특성을 가지고 있다. GaAs 기판 위에 점진적으로 성장된 메타몰픽(Metamorphic) HEMTs (MHEMTs)는 InP 기판 위에 성정한 HEMT에 비해 비용 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 MHEMT의 DC/RF 소신호 특성을 예측하기 위하여 InAlAs/InGaAs/GaAs MHEMT 소자들의 DC/RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하였다. 2차원 소자 시뮬레이터의 hydrodynamic 전송 모델을 사용하여 $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ 이종접합 구조를 갖는 제작된 0.1-${\mu}m$ ${\Gamma}$-게이트 MHEMT 소자에 대하여 파라미터 보정 작업을 수행한 후, MHEMT 소자들에 대해 DC 특성 및 RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하고 실험 데이터와 비교 분석하였다. 또한, 게이트 리세스 구조에 따른 MHEMT 소자들의 DC/RF 특성을 시뮬레이션하고 비교 분석하였다. GaAs-based metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs) and InP-based high electron mobility transistors (HEMTs) have good microwave and millimeter-wave frequency performance with lower minimum noise figure. MHEMTs have some advantages, especially for cost, compared with InP-based ones. In this paper, InAlAs/InxGa1-xAs/GaAs MHEMTs are simulated for DC/RF small-signal analysis. The hydrodynamic simulation parameters are calibrated to a fabricated 0.1-${\mu}m$ ${\Gamma}$-gate MHEMT device having the modulation-doped $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ heterostructure on the GaAs substrate, and the simulations for RF small-signal characteristics are performed, compared with the measured data, and analyzed for the devices. In addition, the simulations for the DC/RF characteristics of the MHEMTs with different gate-recess structures are performed, compared and analyzed.

스마트폰 RF 무선충전을 위한 전압 체배기 회로 분석

손명식,Son, Myung Sik 한국반도체디스플레이기술학회 2021 반도체디스플레이기술학회지 Vol.20 No.2

A 5.8-GHz 1W wireless power transmission system was used for charging a smart phone. The voltage of one RF power receiver with antenna was not enough for charging. Several power receivers for charging a smart phone was connected serially. The voltage of several RF power receivers are highly enough for charging a smart phone within 50cm. However, the lack of current from small capacitances of RF-DC converters is not suitable for charging smart phone. It means very long charging time. In this paper, the voltage multiplier circuits for RF-DC converters were analyzed to increase the current and voltage at the same time to reduce the charging time in smartphone RF wireless charging. Through the analysis of multiplier circuits, the 7-stage parallel multiplier circuit with voltage-doubler units are suitable for charging the smartphone, which supplies 5V and 700mA at 3V@5.8GHz.

비정질 및 다결정 실리콘 TFT-LCD에서의 플리커(flicker) 현상 비교 분석 연구

손명식,송민수,유건호,장진,Son, Myung-Sik,Song, Min-Soo,Yoo, Keon-Ho,Jang, Jin 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.40 No.1

In this paper, we present results of the comparative analysis of the flicker phenomena in the poly-Si TFT-LCD and a-Si:H TFT-LCD arrays for the development and manufacturing of wide-area and high-quality TFT-LCD displays. We used four different types of TFTs; a-Si:H TFT, excimer laser annealed (ELA) poly-Si TFT, silicide mediated crystallization (SMC) poly-Si TFT, and counter-doped lateral body terminal (LBT), poly-Si TFT. We defined the electrical quantity of the flicker so that we could compare the flickers quantitatively for four different 40" UXGA TFT-LCDs. We identify three factors contributing to the flicker, such as charging time, kickback voltage and leakage current, and analyze how much each of three factors give rise to the flincker in the different TFT-LCD arrays. In addition, we suggest and show that, in the case of the poly-Si TFT-LCD arrays, the low-level (minimum) gate voltages should be carefully chosen to minimize the flicker because of their larger leakage currents compared with a-Si TFT-LCD arrays.

RF무선충전을 위한 슈퍼커패시터 충전특성 측정

손명식,Son, Myung Sik 한국반도체디스플레이기술학회 2021 반도체디스플레이기술학회지 Vol.20 No.3

In this paper, we studied the charging characteristics of high-capacity supercapacitor with high current for RF wireless charging system for smart phone charging. The dc output of the RF-DC receiver is connected to supercapacitor after which is connected to DC-DC converter for charging a smart phone. This configuration stably supplies voltage and current for charging it. Studies show that the higher charging current use, the rapidly shorter the charging time of supercapacitor is. The currents of 2A, 10A and 27A were used for charging supercapacitors. The charging time was measured for 3000F, 6000F, 12000F supercapacitors which is parallelly connected with 3000F supercapacitors.

고항복전압 MHEMT 전력소자 설계

손명식,Son, Myung-Sik 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.6

본 논문은 InP 식각정지층을 갖는 MHEMT 소자의 항복전압을 증가시키기 위한 시뮬레이션 설계 논문이다. MHEMT 소자의 게이트 리세스 구조 및 채널 구조를 변경하여 시뮬레이션을 수행하였고 비교 분석하였다. MHEMT 소자의 드레인 측만을 완전히 제거한 비대칭 게이트 리세스 구조인 경우 $I_{dss}$ 전류가 90 mA에서 60 mA로 줄어들지만 항복 전압은 2 V에서 4 V로 증가함을 확인하였다. 이는 $Si_3N_4$ 보호층과 InAlAs 장벽층 사이의 계면에서 형성되는 전자-포획 음의 고정전하로 인해 채널층에서의 전자 공핍이 심화되어 나타나는 현상으로 이는 채널층의 전류를 감소시켜 충돌이온화를 적게 형성시켜 항복전압을 증가시킨다. 또한, 동일한 구조의 비대칭 게이트 리세스 구조에서 채널층을 InGaAs/InP 복합 채널로 바꾸어 설계한 구조에서는 항복전압이 5 V로 증가하였다. 이는 높은 드레인 전압에서 InP 층의 적은 충돌이온화와 이동도로 인해 전류가 더 감소했기 때문이다. This paper is for the simulation design to enhance the breakdown voltage of MHEMTs with an InP-etchstop layer. Gate-recess and channel structures has been simulated and analyzed for the breakdown of the MHEMT devices. The fully removed recess structure at the drain side of MHEMT shows that the breakdown voltage enhances from 2 V to almost 4 V as the saturation current at gate voltage of 0 V is reduced from 90 mA to 60 mA at drain voltage of 2 V. This is because the electron-captured negatively fixed charges at the drain-side interface between the InAlAs barrier and the $Si_3N_4$ passivation layers deplete the InGaAs channel layer more and thus decreases the electron current passing the channel layer and thus the impact ionization in the channel become smaller. In addition, the replaced InGaAs/InP composite channel with the same thickness in the same asymmetrically recessed structure increases the breakdown voltage to 5 V due to the smaller impact ionization and mobility of the InP layer at high drain voltage.

밀리미터파 응용 시스템 설계를 위한 RF 소신호 주파수 특성 시뮬레이션

손명식,Son, Myung-Sik 한국융합신호처리학회 2011 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.12 No.3

GaAs 나 InP 기반의 HEMT(High Electron Mobility Transistor)들은 우수한 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 특성 및 이에 따른 우수한 저잡음 특성을 가지고 있다. GaAs 기반 MHEMT(Metamorphic HEMT)는 InP 기반의 HEMT에 비해 비용 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 마이크로파 및 밀리미터파 응용 시스템에 필수적인 MHEMT의 RF 특성을 예측 평가하기 위하여 MHEMT의 RF 소신호 특성 회로를 시뮬레이션하고 분석하였다. 본 논문에서의 시뮬레이션을 통한 RF 소신호 주파수 분석은 MHEMT를 이용한 밀리미터파 응용 시스템 설계에 도움을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. GaAs-based and InP-based HEMTs(High Electron Mobility Transistors) have good microwave and millimeter-wave frequency performance with lower minimum noise figure. GaAs-based MHEMTs(Metamorphic HEMTs) have some advantages, especially for cost, compared with InP-based ones. In this paper, the RF small-signal circuits of MHEMTs are simulated and analyzed for the design of millimeter-wave application systems. The simulation analysis for RF small-signal frequency can help and give some insights about the MHEMTs for the design of millimeter-wave application and communication systems.