Improving the HEC-HMS model parameter estimation method

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 건설환경공학부, 2011.2. 김영오.Maste

한국의 독일어 교육 과정 변천사 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :외국어교육과 독어전공,2006.Maste

적응식 가중 행렬 최적 제어에 기반한 사륜 독립 조향 구동 차량의 경로 추종 제어

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계공학부, 2022. 8. 이경수.An optimal controller applying an adaptive weight strategy is designed for path tracking control of a four-wheel independent steering and driving (4WISD) vehicle. This system changes the driving mode and modifies the priority of states according to the driving situation to improve the overall performance of the vehicle. It is implemented by modifying the performance index of an optimal control according to the predicted states using model predictive control (MPC). To do this, a dynamic model and a path tracking model of a 4WISD vehicle are determined and used as reference models for MPC. The path tracking controller is designed using MPC, and tracking performance is secured through state constraint conditions. The proposed adaptive weight strategy modifies the coefficients of the performance index depending on the expected driving conditions. In this study, the future state values of the MPC are used as the expected driving conditions. Lastly, the adaptive weight function is optimized through learning using an evolutionary strategy. The fitness function of the evolutionary strategy includes the conditions of a vehicle that are not considered by the path tracking model such as ride comfort. Handling stability and ride comfort are optimized while maintaining the lateral position error within criteria, using the constraints of MPC and optimization of adaptive weight function. Learning and simulation were conducted in a MATLAB/CarSim environment. The proposed method is compared with conventional models, and the verification results for lateral position error, yaw rate error, lateral acceleration and lateral jerk are presented to confirm the improvement of the overall performance of the vehicle.본 논문에서는 사륜 독립 조향 구동 차량의 경로 추종 제어를 위하여 최적 제어의 성능 함수에 적응식 가중 행렬을 적용한 모델 예측 제어기를 설계하였다. 차량의 종합 성능을 올리기 위하여 주행 환경에 따라 각 성능 우선 순위를 수정하고 주행 모드를 변경하는 전략을 제안하였고, 이는 모델 예측 제어를 통해 예측된 미래 상태에 따라 최적 제어의 성능 함수를 수정하는 방법을 통해 구현되었다. 이를 위해 사륜 독립 조향 구동 차량의 동역학 모델 및 경로 추종 모델을 정의하였으며 이는 모델 예측 제어의 참조 모델로 사용되었다. 모델 예측 제어를 적용하여 경로 추종 제어기를 설계하였고 이 때 상태 구속 조건을 통해 경로 추종 성능을 확보하고 입력 구속 조건을 조향 액츄에이터의 작동 범위과 속도를 반영하였다. 제안된 적응식 가중 행렬 전략은 예상 주행 상태에 따라 성능 함수의 계수를 수정하며 이 때 예상 주행 상태는 모델 예측 제어를 통해 구해진 미래 상태 값을 사용하였다. 마지막으로 적응식 가중 행렬 함수를 진화 전략을 통한 학습을 통해 최적화하였다. 진화 전략의 적합도 함수는 승차감와 같이 경로 추종 제어기에서 고려할 수 없는 차량 상태를 포함할 수 있다. 즉, 모델 예측 제어의 구속 조건과 적응식 가중 행렬 함수 최적화를 이용하여, 횡방향 위치 오차를 일정 기준 이내로 만족시키면서 핸들링 안정성과 승차감을 최대화하는 방법으로 차량의 종합 성능 향상을 구현하였다. 학습과 시뮬레이션은 CarSim/MATLAB 환경에서 수행되었으며 제안된 방법은 전륜 조향 모델과 고정 가중 행렬을 사용한 사륜 조향 모델과 비교하였다. 차량의 종합 성능 개선을 확인하기 위하여 횡방향 위치 오차, 요레이트 오차, 횡방향 가속도와 가가속도값에 대한 검증 결과를 제시하였다.Chapter 1. Introduction 1 1.1 Study background 1 1.2 Purpose of the research 3 Chapter 2. Modeling for path tracking control 5 2.1 Lateral vehicle dynamics model 5 2.2 Path tracking model 7 Chapter 3. Control 10 3.1 Overall Control Scheme 10 3.2 Path tracking control 11 3.3 Adaptive weight strategy of model predictive control 15 3.4 Longitudinal velocity control 18 3.5 Steering angle distribution model 18 3.6 Drive torque distribution model 19 Chapter 4. Optimization of adaptive weight function 21 4.1 Evolution strategy 21 4.2 Optimization algorithm based on evolution strategy 22 Chapter 5. Simulation 24 5.1 Simulation condition 25 5.2 Learning result of optimization progress 27 5.3 Predictive states of adaptive weight function 33 5.4 Comparison result with conventional model 34 Chapter 6. Conclusions 40석

High-k/Metal Gate MOSFETs의 열화 메커니즘과 그 측정 기법에 관한 연구

Doctor소자의 크기 축소화로 인한 EOT와 동작 전압의 감소는 32nm급 이하의 CMOSFET 제작에서 증가된 게이트 누설전류를 감소시키기 위한 고유전율 절연막/ 금속 게이트의 기술 적용을 당연시 하게 하였다. 특히 Hf 계열의 고유전율 절연막은 열적 안전성과 낮은 계면 결함 그리고 낮은 누설전류를 나타내기 때문에 산업에서 가장 추천되는 고유전율 절연막으로 여겨지고 있다. 또한 contact etch stop layer (CESL) 같은 strained silicon 기술은 공정의 간결함과 high speed와 lower power CMOS 응용에서 소자의 성능에 큰 향상을 이룰 수 있기 때문에 널리 이용되고 있다. 그러나, 고유전율 절연막/금속 게이트 공정의 최적화, 열화 메커니즘과 모델링 및 소자 특성 분석에 관한 체계적인 연구는 아직까지 거의 이루어지지 않고 있다.본 논문에서는 최적화된 Hf 계열의 고유전율 절연막과 CESL stressor의 적용에 의해 발생되는 트랩들이 소자의 성능과 신뢰성에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 연구하였다. 또한 소자가 축소됨에 따라 트랩 프로파일링 분석, 전자이동도 및 캐리어 주입 속도 등의 정확한 실험적 값을 구하는 것이 소자 성능을 예측하는 데 매우 중요하게 되었다. 따라서, 본 논문에서는 나노 스케일 소자 분석에 알맞은 저주파 노이즈 (Low frequency noise) 와 S-parameter를 기초로 하는 RF C-V 측정 분석 방법을 소개한다.고유전율 절연막/ 금속 게이트 소자에서 게이트 에지 누설전류를 줄이기 위한 in situ O2 plasma treatment 사용이 소자의 전기적 특성 및 신뢰성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 체계적으로 연구하였다. O2 plasma treatment는 게이트 오버 에치로 인해 발생되는 high-k dielectric과 capping nitride layer 사이의 누설 통로 형성을 억제하는 데 기여하는 것을 발견할 수 있었다. 또한, 문턱 전압, 전자이동도 그리고 EOT 등에도 영향을 끼치지 않음으로써 소자의 특성 변화를 최소화함을 확인할 수 있었다. 따라서, O2 plasma treatment를 적용한 소자는 적용하지 않은 소자에 비해 약 20배 이상 낮은 off-state 전류를 나타냈으며 hot carrier stress에 따른 성능 저하 억제 능력도 향상되었다.고유전율 절연막을 사용함에 따라 동일한 EOT를 구현하는데 있어 물리적 절연막의 두께를 증가시킬 수 있으므로 게이트 누설 전류가 감소되는 효과를 가져온다. 그러나 hot carrier injection (HCI) 에 의한 성능 저하는 게이트 누설 전류의 감소로 인해 빠져나가지 못한 hot carrier들이 계면에 영구적인 결함을 생성시키게 되어 positive bias temperature (PBTI) 에 의한 성능 저하보다 더 심각하게 되었다. 더구나, Hf based 고유전율 절연막의 많은 결함들로 인해 온도가 올라감에 따라 PBTI의 증가가 HCI에 큰 영향을 끼치게 되고 이로 인해 온도 증가에 따른 HCI의 성능 저하도 증가됨을 확인할 수 있었다. 따라서, 높은 온도에서의 HCI 는 나노 스케일 고유전율 절연막/ 금속 게이트 MOSFETs 에서 주요한 성능 저하 요인으로 인식 되어져야 한다. CESL stressor 적용에 따라 소자의 성능 향상과 신뢰성 변화에 관해 연구하였다. 또한, 순수 strain에 의한 영향과 공정에 의해 발생되는 영향을 구분 짓기 위해, mechanical bending stress에 의한 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 변화와 비교 분석하였다. Mechanical bending stress 실험을 통해 strain에 의한 트랩의 변화와 신뢰성의 변화는 미미함을 확인했으며, 이와 비교해 compressive CESL stressor 소자는 stress를 가하지 않은 소자와 비교해 약간의 신뢰성 저하와 초기 계면 특성의 향상을 보이는데 이는 절연막과 기판 사이의 수소 passivation 증가 때문임을 확인하였다. 따라서, PECVD를 이용한 CESL stressor nitride 제작에서 수소 및 bonding mechanism 조절이 CESL stressor 소자들의 stress 타입 및 신뢰성 변화를 일으키는 주요 원인임을 알 수 있었다. 다양한 SiO2 계면 두께와 HfO2 두께를 조합한 소자들을 사용하여 charge pumping 과 low frequency noise 측정을 통한 트랩들의 위치 프로파일링을 하는 연구를 비교 분석하였다. 또한 HCI 와 PBTI stress 후에 생성되는 트랩의 분포에 관한 연구도 행하였다. 고유전율 절연막 소자의 경우 SiO2 계면과 HfO2 의 두 층으로 절연막이 형성되기 때문에 drain-current power spectral density는 각각 층의 트랩들을 따로 적분하여 그 합으로 계산되어진다. 일반적인 SiO2 절연막 소자의 경우 높은 주파수의 1/f noise 값은 주로 Si/SiO2 계면에 가까운 트랩들에 의해 결정되어진다. 하지만, HfO2/SiO2 소자의 경우는 HfO2의 많은 트랩들로 인해 높은 주파수의 1/f noise 값에 HfO2의 트랩 또한 큰 영향을 주게 되어 별도의 모델을 필요로 하게 된다. HCI와 PBTI 스트레스 후에 1/f noise 값 또한 HfO2의 큰 트랩 변화로 인해 전 주파수 영역에서 1/f noise가 증가함을 확인할 수 있었다. 그러나, 1/LW에 비례하고 넓은 probing depth의 특성을 갖는 low frequency noise는 short channel device의 신뢰성 분석에 가장 적절한 방법이라 할 수 있을 것이다. RF S-parameter 측정을 통하여 100nm 이하 MOSFET의 전자이동도 및 캐리어 주입 속도를 추출하는 새로운 방법을 소개하였다. 높은 영역의 주파수를 사용하고 de-embedding 을 함으로 누설 전류와 시리즈 저항 영향을 최소화시킬 수 있어 short channel device의 작은 커패시턴스 또한 추출이 가능하였다. 측정된 S-parameter들에서 간단한 수식을 통해 변환된 Y-parameter들을 사용하여 순수한 게이트-채널 커패시턴스와 유효 채널 길이를 추출하고 계산을 통해 inversion charge density와 전자이동도를 구할 수 있었다. 이렇게 구해진 값을 통해 게이트 길이에 관계없이 SiGe 채널의 소자들이 높은 hole 이동도를 보임을 확인했으며 halo doping에 의해 채널 길이가 작아질수록 hole 이동도가 감소함을 직접적인 측정에 의해 확인할 수 있었다. 통상적인 캐리어 유효 속도 추출 방법은 &#61508L = Lgate - Leff 에 의한 보정을 하지 못하기 때문에 Qi를 정확히 추출할 수 없지만 RF C-V 를 통한 방법은 소자의 직접적인 측정을 통해 구함으로 더 정확한 캐리어 유효 속도를 추출할 수 있다. 저온 I-V 측정을 통해 구한 SiGe의 Bsat은 소자 길이가 감소함에 따라 Si 소자에 비해 더 많이 증가함을 알 수 있었는데 이는 buried channel operation과 낮은 effective conductivity mass에 의해 캐리어 주입 속도의 향상을 가져오지만 SiGe alloy scattering과 격자 상수 변화에 따른 phonon scattering 향상이 Bsat의 증가를 억제하고 있기 때문이다

ULTRASONIC SENSOR, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME, AND SECURITY SYSTEM

일 실시예에 따른 초음파 센서는, 평면 형태로 마련된 제1 초음파 발생부; 및 돔 형태로 마련된 제2 초음파 발생부;를 포함하고, 상기 제1 초음파 발생부는 제1 측정 대상을 향하여 평면파 형태로 제1 초음파를 발생시키고, 상기 제2 초음파 발생부는 상기 제1 측정 대상으로부터 이격 배치된 제2 측정 대상을 향하여 집속되는 형태로 제2 초음파를 발생시킬 수 있다

CELL STIMULATION APPARATUS, ULTRASOUND AND ELECTRIC STIMULATION APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

일 실시예에 따른 세포 자극 장치는, 인가된 전압에 의해서 초음파를 발생시키는 pMUT 요소; 및 상기 pMUT 요소의 상부에 배치되는 전극 요소;를 포함하고, 상기 전극 요소 상에 생체 물질이 배치되고, 상기 pMUT 요소에서 발생된 초음파가 상기 전극 요소를 통해서 상기 생체 물질에 전달되어, 상기 생체 물질에 초음파 자극이 제공될 수 있다

Low-Frequency Noise Behavior of La-Doped Hf-Based Dielectric nMOSFETs

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RF performance degradation in 100-nm metal gate/high-k dielectric nMOSFET by hot carrier effects

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RF degradation of short channel metal gate/high-k dielectric nMOSFET by hot carrier effect

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Effective Mobility Extraction of the Advanced MOSFETs Using RF Modeling

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