• 한국전자파학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1104-1112
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• 2013

본 논문에서는 감지기에서 특정 거리만큼 떨어진 곳에 버블 형태의 감지 영역을 형성하는 새로운 버블형 동작 감지기를 위해 나노초의 발진 기동 시간과 8.35 GHz의 중심주파수를 가지는 광대역 콜피츠 전압제어발진기를 설계 및 제작하였다. 전압제어발진기는 HEMT 소자 및 콜피츠 궤환 구조를 이용한 부성 저항부와 바랙터 다이오드 및 단락된 마이크로스트립 분기 선로를 이용한 공진부로 구성되었다. 패키지된 트랜지스터의 기생 인덕턴스로 인해 8.1 GHz에서 용량성 값에서 유도성 값으로 변하는 부성 저항부의 리액턴스 변화는 마이크로스트립 분기 선로와 직렬 캐패시터를 이용하여 보상하였다. 부성 저항 값을 결정하는 궤환 캐패시터들의 값을 조정함으로써 부성 저항 값 변화에 따른 발진 기동 시간 개선 여부와 부성 저항부의 입력 리액턴스 기울기 변화에 따른 대역폭 개선 여부도 조사되었다. 제작된 전압제어발진기는 2.3 GHz(28 %)의 튜닝 대역폭과 4.1~7.5 dBm의 출력 전력, 그리고 2 nsec 이하의 발진 기동 시간을 가지는 것으로 측정되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권1호
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• pp.17-22
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• 2016

플렉서블 OLED는 매우 다양한 유기(organic) 및 무기 물질로 이루어져 있으며, 각 층을 증착하는 과정에 의하여 고온에 의한 휨(warpage)이 발생한다. 휨으로 인하여 발생한 굽힘 변형은 후속 공정에 많은 영향을 미치며, 궁극적으로 생산 수율 및 신뢰성을 저하시킨다. 본 연구에서는 플렉서블 OLED 소자의 고온 환경신뢰성 시험 및 공정 단계에서 발생하는 휨 변형을 수치해석을 이용하여 예측하였으며 실험 결과와 비교하였다. 이를 통하여 휨에 가장 큰 영향을 미치는 재료를 파악하고, 궁극적으로 휨을 최소화 함으로써 플렉서블 OLED의 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 휨의 측정 및 수치해석 결과, 편광 필름과 베리어 필름이 휨에 많은 영향을 줌을 알 수 있었으며, OCA가 휨에 미치는 영향은 미미하였다. 플렉서블 OLED의 휨에 가장 큰 영향을 주는 소재는 plastic cover이였으며, 휨을 최소화하기 위한 plastic cover 소재의 최적 물성을 실험계획법으로 계산한 결과, 탄성 계수는 4.2 GPa, 열팽창계수는 $20ppm/^{\circ}C$ 일 경우 플렉서블 OLED의 휨은 1 mm 이하가 됨을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권1호
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• pp.11-15
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• 2016

유기발광다이오드(orgianic light emitting diodes, OLEDs)는 대형 유연 디스플레이와 발광원으로서 사물인터넷 (IoT)의 하드웨어 기기 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 그러나 낮은 일함수의 금속 및 쉽게 반응하는 유기재료 자체의 특성으로 인하여 외부환경에 매우 취약한 단점을 가지고 있으며 특히, 수분과 산소에 민감하여 외부와의 접촉 시 성능이 급속도로 저하되는 현상을 나타내게 된다. 이를 방지하기 위해 PVD, CVD, ALD 와 같은 방법으로 보호막 형성 연구를 진행 중에 있지만 복잡한 공정 및 높은 비용의 문제점 등이 있다. 그러므로 외부 환경에 의한 성능 저하를 차단해주는 저렴하고 단순한 공정의 페시베이션(passivation) 박막 기술 개발이 매우 중요하다. 본 연구에서는 유기발광다이오드의 수명 향상을 위하여 스핀코팅(spin-coating) 방법으로 녹색 유기발광다이오드 소자 위에 조성비에 따른 페시베이션 박막을 형성한 후 녹색 유기발광다이오드의 휘도특성 변화를 조사하였다. 페시베이션 용액은 poly vinyl alcohol (PVA)를 기반으로 sodium alginate (SA)를 0, 10, 20, 40 wt%의 조성비로 제조하였으며, 40 wt%의 조성비에서 가장 좋은 배리어 보호 특성을 나타내었다. 최종적으로 PVA + SA 용액의 최적화된 페시베이션 보호막을 제작할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-52
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• 2017

본 연구에서는 멀티 레벨 플래쉬 메모리 셀의 프로그램 포화영역에서 트랩된 전하 손실 효과에 의한 데이터 보유 특성에 대한 연구를 진행하였다. Incremental Step Pulse Programming(ISPP) 방식에 의한 전압 인가 시 셀의 문턱 전압은 선형적으로 증가하다 일정 수준 이상의 전압에 도달하면 더 이상 증가 하지 않는 현상을 문턱 전압 포화 현상이라고 한다. 이는 프로그램 시 플로팅 게이트에 축적된 전하가 Inter-Poly Dielectric(IPD) 층을 통해 컨트롤 게이트로 빠져 나가는 것에 원인이 있다. 본 연구는 열적 스트레스에 의한 문턱 전압의 보유 특성이 선형 영역에서보다 포화 영역에서 심각하게 저하되는 현상의 원인규명에 대한 연구이다. 이를 평가하기 위해 프로그램 후 데이터 보유(data retention) 특성 평가 및 반복 읽기 측정을 진행하였다. 또한 여러 가지 측정 패턴을 이용한 측정 조건 분리 실험을 통해 검증하였다. 그 결과 포화 영역에서의 문턱 전압 저하 특성의 원인은 포화 시 가해진 높은 전압에 의해 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 사이의 인터 폴리 절연막 IPD 층의 질화막에 트랩된 전자의 손실 효과인 것으로 나타났다. IPD 층의 질화막에 전하 트랩 현상이 발생하고 열적 스트레스가 가해진 후 트랩된 전하가 다시 빠져 나오면서 문턱 전압의 저하가 발생하고 이는 소자의 신뢰성에 나쁜 영향을 미친다. 낸드 플래쉬 메모리 셀의 프로그램 포화 영역 문턱 전압을 증가시키기 위해서는 질화막에 트랩된 전하의 손실을 고려하여 플로팅 게이트의 전하저장 능력을 향상시켜야 하며 IPD 막에 대한 주의 깊은 설계가 필요하다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.1-11
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• 1999

자기공명영상 시스템의 신호 대 잡음 비(SNR, Signal-to-Noise Ratio)를 향상시키기 위해서 quadrature RF 코일을 사용하는 것은 최근의 일반적인 방법이다. 그렇지만 이 때 SNR의 향상을 가져오기 위해서는 완벽한 3dB 커플링과 90°위상차를 가지는 잘 설계된 quadrature coupler가 필수적이다. 또한 RF 여기 주기와 검파 주기 동안 각 포트의 임피던스 정합 조건이 잘 만족되어야 한다. 본 논문에서는 분석과 시뮬레이션 및 제작을 통해 임피던스 부정합 조건(특히,환자)의 영향을 살펴보았고 이의 영향을 최소화하고 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위한 회로 기술로 동적 로딩(dynamic loading)을 처음으로 quadrature coupler 와 송수신 스위치 모듈에 적용하는 것을 제안했다. 또한 quadrature coupler와 송수신 스위치 모듈을 마이크로 스트립을 이용해 설계하고 제작 하였다. 결과적으로 자기공명영상 시스템의 SNR은 수신 동적 부하가 없고 불연속 소자로 된 종전 모듈을 사용했을 때보다 시스템의 SNR이 3dB 높아졌다. 또한 이 모듈은 자기공명영상 시스템이의 최대 5kw의 고출력 RF 신호의 처리가 가능하다. 전력 손실과 크기를 고려할 때, 고유전율을 가진 R/Tduroid 6010 기판을 사용하였으며, 시뮬레이션은 Compact Software을 사용 했다.

• 센서학회지
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• 제11권6호
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• pp.350-357
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• 2002

센서의 안정도와 감도를 개선시킬 수 있는 단일전극을 가진 열선형 마이크로 가스센서를 제작하였다. 일반적으로, 금속산화물 반도체를 이용한 가스센서는 히터전극과 감지전극의 두 개의 전극을 가지고 있다. 제작된 센서는 히터전극위에 감지물질을 형성하여 단일 전극을 가지는 구조를 가지고 있다. 히터와 감지전극으로 사용되는 Pt는 glass 기판위에 스퍼터링법으로 형성하였으며 $SnO_2$ 감지물질은 제작된 Pt 전극위에 열증착시켜 형성하였다. $SnO_2$ 막은 lift-off 공정을 이용해서 패턴을 형성하고 1시간 동안 산소분위기에서 열산화하였다. 제작된 소자의 크기는 $1.9{\times}2.1\;mm^2$이다. CO 가스에 대한 감지특성을 조사한 결과 1,000 ppm에 대해 100 mV의 출력변화를 나타내었으며, 넓은 농도범위($0{\sim}10,000\;ppm$)에서 선형적인 전압출력을 나타내었다. 또한 가스 반응 전과 반응 후의 전압출력을 비교해 볼 때, 1% 이내의 편차를 나타내는 우수한 회복성을 나타내었다.

• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.127-131
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• 2008

본 논문에서는 굴절률 감지 방식의 수직 결합형 폴리머 마이크로링 공진기 기반 글루코스 바이오 센서를 제안하고 구현하였다. 이 센서에서 상부 클래딩 역할을 하는 글루코스 분석 대상물의 농도 변화는 링 공진기의 공진파장 이동을 측정함으로써 얻어진다. 특히, 센서의 감도를 향상시키기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다. 첫째로, 분석 대상물에 근접한 유효굴절률을 갖는 폴리머 도파로 구조를 공진기 센서에 도입하였다. 둘째로, 분석 물질의 접촉면적을 확대하기 위해 측면 클래딩층이 충분히 식각된 pedestal 링 도파로 구조를 사용하였다. 제안된 공진기 센서는 빔전파 방법을 사용하여 설계하고 분석하였다. 사용된 코어 및 클래딩용 폴리머의 굴절률은 각각 1.430과 1.375였으며, 링 반경은 $400\;{\mu}m$였다. 이 때 얻어진 도파로의 유효굴절률은 ${\sim}1.390$였으며 글루코스 수용액의 굴절률 1.333와 매우 근접하였다. 제작된 소자의 기본적인 전달특성은 FSR(free spectral range) 0.66 nm, 대역폭 ${\sim}0.15\;nm$, Q 값 10,000 이었다. 1550 nm 광파장 대역에서 얻어진 측정 결과를 살펴보면, 센서 감도는 ${\sim}0.28\;pm$/(mg/dL)였으며, 이에 따른 굴절률 변화 감도는 ${\sim}200\;nm/RIU$였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권1호
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• pp.55-61
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• 2015

신축성 전극소재는 웨어러블 밴드나 전자피부와 같은 플렉서블 제품으로의 적용 때문에 주목 받고 있다. 플렉서블 소자로서 사용하기 위해선 구부리거나 비틀거나 늘리는 등 물리적 변형에도 전기저항의 증가가 최소화되어야 한다. 카본블랙은 저가의 간단한 공정, 특히 인장 시 비저항의 감소라는 장점 때문에 후보소재로 고려되고 있다. 하지만 카본블랙의 전도도는 전극으로 사용되기에 상대적으로 낮다. 이에 비해 그래핀은 뛰어난 전기전도도 및 유연성 때문에 촉망받고 있는 전자소재이다. 따라서 그래핀을 첨가한 카본블랙은 신축성 전극으로 적합한 소재로 예상된다. 본 논문을 통해 인장 시 그래핀을 첨가한 카본전극의 전기적 특성을 연구하였다. 기계적인 인장은 전극 내의 균열(crack)을 형성시켜 도전경로의 파괴를 일으켰다. 하지만 인장으로 정렬된 그래핀은 카본필러 간의 연결성을 강화하고 도전구조를 유지하였다. 무엇보다도 그래핀 첨가로 인하여 인장 시 카본전극의 전자구조가 변화하여 전자를 효과적으로 전도하게 하였다. 결론적으로 그래핀 첨가를 통해 카본블랙 복합체에 신축성 전극으로의 가능성을 부여하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.91-96
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• 2014

TSV기술은 실리콘 칩에 관통 홀(through silicon via)을 형성하고, 비아 내부에 전도성 금속으로 채워 수직으로 쌓아 올려 칩의 집적도를 향상시키는 3차원 패키징 기술로서, 와이어 본딩(wire bonding)방식으로 접속하는 기존의 방식에 비해 배선의 거리를 크게 단축시킬 수 있다. 이를 통해 빠른 처리 속도, 낮은 소비전력, 높은 소자밀도를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 웨이퍼 레벨에서의 TSV 충전 경향을 조사하기 위하여, 실리콘의 칩 레벨에서부터 4" 웨이퍼까지 전해 도금법을 이용하여 Cu를 충전하였다. Cu 충전을 위한 도금액은 CuSO4 5H2O, H2SO4 와 소량의 첨가제로 구성하였다. 양극은 Pt를 사용하였으며, 음극은 $0.5{\times}0.5 cm^2{\sim}5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩과 4" 실리콘 wafer를 사용하였다. 실험 결과, $0.5{\times}0.5cm^2$ 실리콘 칩을 이용하여 양극과 음극과의 거리에 따라 충전률을 비교하여 전극간 거리가 4 cm일 때 충전률이 가장 양호하였다. $5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩의 경우, 전류 공급위치로부터 0~0.5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 100%의 Cu충전률을 보였고, 4.5~5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 충전률이 약 95%로 비아의 입구 부분이 완전히 충전되지 않는 경향을 보였다. 전극에서 멀리 떨어져있는 TSV에서 Cu 충전률이 감소하였으며, 안정된 충전을 위하여 전류를 인가하는 시간을 2 hrs에서 2.5 hrs로 증가시켜 4" 웨이퍼에서 양호한 TSV 충전을 할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.77-82
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• 2014

소프트 일렉트로닉스에 대한 많은 수요로 인해 신축성 전극이 주목 받고 있다. 그 후보 중 하나인 카본블랙 복합소재(composite)는 낮은 가격, 용이한 공정성뿐 만 아니라 특정 범위에서 인장에 따라 비저항이 감소하는 장점을 가지고 있다. 하지만 전자소자로 쓰이기엔 전기전도도가 좋지 못 한 단점을 가지고 있다. 그래핀은 2차원 나노구조의 카본 계열 물질로서 뛰어난 전기적 특성과 유연성을 가지고 있으며 그래핀의 첨가로 카본블랙 복합소재의 전도성을 향상시킬 것으로 예상된다. 본 연구에서는 그래핀을 카본블랙 전극에 첨가하여 강화된 전기적 특성을 조사하였다. 그래핀 첨가 카본전극의 전기저항률은 카본블랙 전극과 비교해 감소하였다. 이는 그래핀이 서로 접촉하지 않는 카본블랙 응집체를 연결하여 도전 구조를 강화하였기 때문이다. 또한 그래핀은 인장 시 나타나는 카본블랙 전극의 저항증가를 감소시켰다. 그 원인은 그래핀이 인장 시 멀어지는 카본블랙 응집체 간극을 연결함과 동시에 인장방향으로 정렬되기 때문이다. 결론적으로 그래핀 첨가는 카본블랙 복합소재의 전기적 특성을 향상시켜 신축성 전극으로서 2가지 효과를 부여한다.