• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.311-312
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• 2012

본 발표에서는 광학적 분석 시스템에 적용 가능한 발광소자(광원)과 수광소자(광센서)를 집적화시키는 모듈(수 발광 집적모듈) 기술을 제시하고자 한다. 이러한 수-발광 집적모듈은 다양한 응용 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어, 광신호 감지를 위한 광통신용 송-수신 모듈(optical communication), 의료/진단 분야에서 단백질/DNA/박테리아 등의 검출 및 분석에 관한 바이오 센서(bio-sensor), 그리고 대기(가스)/수질 모니터링에 관한 환경센서 등 매우 광범위한 분야에 해당되는 요소 기술이라 할 수 있다. 특히, 이들 분야들 중 바이오 물질을 분석하고 검출하는 광학적 바이오 센서 기술은 높은 경제적 가치와 산업적 성장 잠재력으로 인해 오랫동안 활발한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 광학적 바이오 센서에서 가장 범용적인 방법 중 하나가 항온-항체 면역반응을 기반으로 하는 형광 검출(fluorescence detection) 기법이다. 이러한 시스템은 전체적으로 광원, 광학계, 그리고 센서로 구성되는데 기존에 일반적으로 사용되고 있는 형광 현미경의 경우는 민감도가 우수하다는 장점은 있으나 상당히 고가이고 부피가 크며 복잡한 광학구성으로 이루어져 있다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 맥락에서 고민감도를 확보하면서 휴대성, 고속처리, 저가 등의 특성을 가진 시스템에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 핵심기술 중의 하나가 수-발광 부분을 집적화 시키는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 바이오 센서 기술의 하나로서 형광을 측정하여 혈액내의 진단 지표인자를 검출할 수 있는 휴대용 혈액진단기기에 적용되는 소형 수 발광 집적 모듈을 개발하였다. 혈액내의 검출 성분의 양에 따라 형광의 세기가 변화하게 됨으로써 정량적인 검출이 가능한 원리이다. 모듈의 구조는 크게 광원(발광소자), 광학계, 그리고 광센서(수광소자) 세 영역으로 나누어 진다. 광원은 635 nm 적색 레이저다이오드로서 형광체(Alexa Fluor 647/발광파장: 668 nm)를 여기 시키는 기능을 하며 장착된 볼렌즈 의해 샘플의 형광체 영역으로 집광된다. 광학계는 크게 시준렌즈(collimating lens)와 광학필터로 구성됨으로써 샘플로부터 발생되는 광을 적절하게 수광소자로 전달하는 기능을 하게 된다. 여기서 광학필터의 경우는 기본적으로 Distributed Bragg's Reflector(DBR) 구조로써 실리콘(Si) 포토다이오드 상부에 모노리식(monolithic)하게 형성되며 검출 샘플로부터 진행되는 레이저 광(잡음의 주원인)은 차단하고 형광(광신호)만 통과 시키는 기능을 하게 된다. 따라서 신호 대 잡음비(S/N ratio)를 향상시키기 위해서는 정밀한 광 필터링 기능이 요구됨으로써 박막의 세밀한 공정 조건과 구조적-광학적 특성 분석이 수행되었다. 마지막으로 포토다이오드 소자는 일반적인 구조 이외에 중앙에 원형 구멍이 형성된 특별한 구조가 적용된다. 이것은 포토다이오드 구조에 변화를 줌으로써 모듈 구조를 효율적으로 응용할 수 있다는 의미를 갖는다. 또한 포토다이오드의 전기적-광학적 측정 분석을 통해 잡음 및 감도 특성이 세부적으로 조사되며 형광신호를 효과적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 제작된 모듈은 약 $1{\times}1{\times}1cm^3$ 내외 정도의 크기를 갖는다. 요약하자면 본 발표에서는 광학적 바이오센서에 적용할 수 있는 소형 수-발광 소자 집적모듈을 소개한다. 전체 모듈 설계는 최소한의 부피를 가짐과 동시에 측정의 정밀성을 향상시키는데 초점을 맞추어 진행하였다. 세부요소인 광학필터와 포트다이오드의 경우 잡음 및 민감도에 미치는 중요성 때문에 세밀한 공정 및 특성분석이 수행되었다. 결론적으로 독자적인 설계 및 공정을 통해 휴대성 및 정밀성 등의 목적에 부합한 경쟁력 있는 수-발광 소자 집적모듈 제작 기술을 확보하였다.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.20 no.2
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• pp.171-178
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• 2017

'Smart Sensibility Mat (SSM)' was developed and manufactured for positive sensibility of newborn with fiber, digital, and sensibility technology to reflect features and advantages of kangaroo care. For tactile stimuli, the tube of the silicon material to provide a constant temperature of $32^{\circ}C$ was inserted into the mat and connected to the water-thermostat. To provide a uniform temperature throughout the mat, the fabric by the inserting conductive yarn was attached to the mat surface. After wrapping the mat with cotton pad, the polyurethane foam used as medicine in order to similar to the human skin was bonded to the surface of the mat. To provide the auditory stimuli of a level of 30dB with mother's heartbeat sounds and voice recorded in advance, the Bluetooth speaker was inserted into the mat. To investigate the effects of SSM, 10 newborns who born within two weeks were involved in this experiment. While the baby was lying on each of the general mat (GM) and SSM, the baby's physiological signals-heart rate, breathing rate, temperature- were measured and then, those were conducted t-test to examine the difference between the signals of SSM and GM. The results were as follows: heart rate (t=8.131, p<.001) and respiratory rate (t=7.227, p<.001) among the physiological signals of SSM decreased significantly than GM within the normal range. Temperature (t=1.062, p=0.292) at SSM showed a tendency to decrease than GM within the normal range. This means the tactile stimuli and the auditory stimuli providing from SSM give stable physiological responses. Thus, SSM leads to have psychological comfort and stability of newborns.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.16 no.4
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• pp.36-46
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• 1979

Using N_ Ch silicon gate technology . the capacitors and transistors with various dimenssion were fabricated. Although the applied process was somewhat standard the conditions of ion implantation for the gate were varied by changing the implant energies from 30keV to 60keV for B and from 100 keV to 175keV for P . The doses of the implant also changed from 3 $\times$ 10 /$\textrm{cm}^2$ to 5 $\times$ 10 /$\textrm{cm}^2$ for B and from 4$\times$ 10 /$\textrm{cm}^2$ to 7 $\times$ 10 /$\textrm{cm}^2$ for P . The D. C. parameters such as threshold voltage. substrate doping level, the degree of inversion, capacitance. flat band voltage, depletion layer width, gate oxide thickless, surface states, motile charge density, electron mobility. leakage current were evaluated and also compared with the corresponing theoretical values and / or good numbers for application. The threshold voltages measured using curve tracer and C-V plot gave good agreements with the values calculated from SUPREM II which has been developed by Stanford University process group. The threshold vol tapes with back gate bias were used to calculate the change of the substrate doping level. The measured subthreshold slope enabled the prediction of the degree of inversion The D. C. testing results suggest the realized capacitors and transistors are suited for the memory applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.4
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• pp.443-454
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• 2013

Various metal ions (transition and base metals) incorporated MCM-41 catalysts can be synthesized using colloidal and soluble silica with non-sodium involved process. Transition metal ion-typically $V^{5+}$, $Co^{2+}$, and $Ni^{2+}$-incorporated MCM-41 catalysts were synthesized by isomorphous substitution of Si ions in the framework. Each incorporated metal ion created a single species in the silica framework, single-site solid catalyst, showing a substantial stability in reduction and catalytic activity. Radius of pore curvature effect was investigated with Co-MCM-41 by temperature programmed reduction (TPR). The size of metallic Co clusters, sub-nanometer, could be controlled by a proper reduction treatment of Co-MCM-41 having different pore size and the initial pH adjustment of the Co-MCM-41 synthesis solution. These small metallic clusters showed a high stability under a harsh reaction condition without serious migration, resulting from a direct anchoring of small metallic clusters to the partially or unreduced metal ions on the surface. After a complete reduction, partial occlusion of the metallic cluster surface by amorphous silica stabilized the particles against aggregations. As a probe reaction of particle size sensitivity, carbon single wall nanotubes (SWNT) were synthesized using Co-MCM-41. A metallic cluster stability test was performed by CO methanation using Co- and Ni-MCM-41. Methanol and methane partial oxidations were carried out with V-MCM-41, and the radius of pore curvature effect on the catalytic activity was investigated.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.25 no.2
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• pp.63-68
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• 2024

In this study, the contamination of gold(Au) wire according to the types of rinse applied for surface treatment in the wire bonding process is investigated and confirmed. For the surface treatment, rinses containing silicon(Si) or those based on organic materials are mainly employed. To identify their effects, surface treatment is conducted on Au wire using two types of rinse at a 1.0 wt% concentration, referred to as Si-including and Oil-based rinse-coated Au wire. Subsequently, a simulation experiment is performed to verify the reactivity of dust containing Si components that could occur in the semiconductor process. Through optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy(SEM) analysis, it is observed that a larger amount of dust is adsorbed on the surface of Si-including rinse-coated Au wire compared with the Oil-based rinse-coated Au wire. This is attributed that the rinse containing Si components is relatively polar, causing polar interactions with dust, which also has polarity. Therefore, it is expected that using a rinse without Si components can reduce contamination caused by dust, thereby decreasing the defect rate in the practical wire bonding process.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.45-47
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• 2002

반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2～7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10～15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.

• The Korean Journal of Air & Space Law and Policy
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• v.32 no.2
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• pp.155-188
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• 2017

On the one hand, the 4th Industrial Revolution provides a positive opportunity to build a new civilization paradigm for mankind. However, on the other hand, due to the 4th Industrial Revolution, artificial intelligence such as 'Goggle Alpha Go' revolutionized and even the human ability was replaced with a 'Silicon Chip' as the opportunity to communicate decreases, the existence of human beings is weakened. And there is a growing concern that the number of violent crimes, such as psychopath, which hunts humans as games, will increase. Moreover, recent international terrorism is being developed in a form similar to 'Psychopathic Violent-Crime' that indiscriminately attacks innocent people. So, the probability that terrorist organizations abuse the positive effects provided by the Fourth Industrial Revolution as means of terrorism is increasing. Therefore, the paradigm of aviation terrorism is expected to change in a way that attacks airport facilities and users rather than aircraft. Because airport facilities are crowded, and psychopathic terrorists are easily accessible. From this point of view, our counter terrorism system of aviation has many weak points in various aspects such as: (1) limitations of counter-terrorism center (2) inefficient on-site command and control system (3) separated organization for aviation security consultation (4) dispersed information collection function in government (5) vulnerable to cyber attack (6) lack of international cooperation network for aviation terrorism. Consequently, it is necessary to improve the domestic counter terrorism system of aviation so as to preemptively respond to the international terrorism. This study propose the following measures to improve the aviation security system by (1) create 'Aviation Special Judicial Police' (2) revise the anti-terrorism law and aviation security law (3) Strengthening the ability respond to terrorism in cyberspace (4) building an international cooperation network for aviation terrorism.