비파괴 검사 응용을 위한 광섬유 수소 가스 센서의 개발

윤의중(Eui-Jung Yun),정명희(Myung-Hee Jung) 한국자기학회 1998 韓國磁氣學會誌 Vol.8 No.6

In this paper, a sensor material with Fe/Zr multilayer thin film, in which the change in the magnetization and strain with hydrogenation is maximized, were developed. Compositionally modulated (CM) Fe/Zr multilayers with a Fe_(80)Zr_(20) composition and modulation wavelengths (λ) 3~50 Å were deposited by sequentially sputtering (RF diode) elemental Fe and Zr targets. The films were electrolytically hydrogenated to select the optimum Fe/Zr multilayers that show the maximum increases in the magnetization and strain with hydrogenation. The changes in the magnetic properties of the thin films after hydrogenation, were measured using a hysteresis graph and a vibrating sample magnetometer (VSM), and the strains induced in the films by hydrogenation were also measured using a laser heterodyne interferometer (LHI). The optimum sensor material selected was incorporated in a fiber-optic hydrogen sensor (that can sense indirectly amount of hydrogen injected) by depositing it directly on the sensing arm of a single-mode fiber Michelson interferometer. The developed sensor holds significant promise for non-destructive test evaluation (NDE) applications because it is expected to be useful for detecting easily and accurately the subsurface corrosion in structural systems.

산소 어닐링이 마그네 트론 스퍼터링으로 증착된 undoped ZnO 박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성에 미치는 영향에 대한 연구

윤의중(Eui-Jung Yun),박형식(Hyeong-Sik Park) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.7

본 연구에서는 어닐링조건이 ZnO 박막의 결정구조((002) 세기, FWHM, d-간격, grain 크기, (002) 피크 위치), 광학 (UV 피크, UV 피크 위치) 및 전기적 성질 (전자농도, 비저항, mobility)에 미치는 영향을 조사하였다. ZnO 박막은 RF 마그네트론 스퍼터링으로 ZnO 타겟을 사용하여 SiO₂/Si 기판 상에 증착하였다. 증착도중 기판에 열을 가하지 않았고 ZnO 박막은 500℃~650℃의 온도범위와 5분~20분의 시간범위에서 어닐링 되었다. 샘플의 표면 거칠기 및 구조는 각각 SEM과 XRD로 분석하였다. 광학 성질은 He-Cd 325 ㎚ 레이저를 사용하여 상온에서 측정된 photoluminescence (PL)로 평가 하였다. 어닐링 온도 및 시간 변화에 따라 다음과 같은 관계가 관찰되었다: (1) UV intensity, (002) intensity, grain size 사이에 비례관계가 성립하고, (2)UV intensity는 FWHM와 반비례하고, (3) UV intensity는 전자농도와 큰 상관관계가 없고, (4) d-spacing과 (002) peak position은 반비례 관계에 있고, (5) 3.20~3.24 eV 범위의 UV peak position은 ZnO 박막이 n-type 특성을 가진다는 것을 의미하며 이는 전기적인 특성의 결과와 일치하고, (6) 최고의 광학 및 구조적 특성을 갖기 위한 최적조건은 0.2의 산소분압(O₂/(O₂+Ar)), 240W의 PF 파워, 상온의 기판온도, 600℃온도를 20분 유지하는 어닐링 조건, 그리고 20 mTorr의 스퍼터링 압력 등을 들 수 있다. In this paper, the effects of annealing conditions on the structural ((002) intensity, FWHM, d-spacing, grain size, (002) peak position), optical (UV peak, UV peak position) and electrical properties (carrier concentrations, resistivity, mobility) of ZnO films were investigated. ZnO films were deposited onto SiO2/Si substrates by RF magnetron sputtering from a ZnO target. The substrate was not heated during deposition. ZnO films were annealed in temperature ranges of 500~650℃ in the O₂ flow for 5~20 min. The film average thicknesses were in the range of 291 nm. The surface morphologies and structures of the samples were characterized by SEM and XRD, respectively. The optical properties were evaluated by photoluminescence (PL) measurement at room temperature (RT) using a He-Cd 325 ㎚ laser. As the annealing temperature and time vary, the following relations were also observed: (1) proportional relationships among UV intensity, (002) intensity, and grain size exist, (2) UV intensity is inversely proportional to FWHM, (3) there is no special relationship between UV intensity and electron carrier concentrations, (4) d-spacing is inversely proportional to (002) peak position, (5) UV peak position in the range of 3.20~3.24 eV means that ZnO films have a n-type conductivity which was consistent with that obtained from the electrical property, (6) the optimal conditions for the best optical and structural characteristics were found to be oxygen fraction, (O₂/(O₂+Ar)) of 0.2, RF power of 240W, substrate temperature of RT, annealing condition of 600℃ for 20 min, and sputtering pressure of 20 mTorr.

RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑 된 ZnO (AZO) 박막의 특성에 대한 연구

윤의중(Eui-Jung Yun),정명희(Myunghee Jung),박노경(Nho Kyung Park) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.47 No.7

본 연구에서는 산소분압조건이 radio 주파수(RF) 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 박막의 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Hall, photoluminescence (PL), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 측정들은 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우 p형 전도도를 나타내었지만 반면에 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우는 n형 전도도가 관찰 되었다는 것을 보여주고 있다. 또한 PL 및 XPS 결과는 zinc vacancies 와 oxygen interstitials등과 같은 억셉터 같은 결함들이 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막 내에서 증가해서 그 결과 p형 전도도의 AZO 박막을 형성하였다는 것을 알려주고 있다. Hall 결과는 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막을 투명 박막 트랜지스터 응용에서 전극층으로 사용할 수 있음을 가리키고 있다. X-ray diffraction 해석으로부터 더 큰 산소분압으로 증착 된 AZO 박막 들이 더 큰 tensile 스트레스 뿐 만 아니라 더 작은 grain 크기를 가지면서 더 악화 된 결정질 특성을 가진다는 사실을 확인 하였는데 이는 증착 도중에 더 많은 산소원자들이 주입되는 것과 관련이 있음을 알 수 있었다. atomic force 마이크로스코프의 연구에서 산소분압을 사용하여 증착된 박막에서 더 완만한 표면 거칠기를 관찰하였는데 산소원자들의 주입이 더 큰 비저항을 초래하였다는 것을 Hall 측정으로도 확인할 수 있었다. In this paper, we investigated the effects of O₂ fraction on the properties of Al-doped ZnO (AZO) thin films prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering. Hall, photoluminescence (PL), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements revealed that the p-type conductivity was exhibited for AZO films with an O₂ fraction of 0.9 while the n-type conductivity was observed for films with O₂ fractions in range of 0 ? 0.6. PL and XPS also showed that the acceptor-like defects, such as zinc vacancies and oxygen interstitials, increased in films prepared by an O₂ fraction of 0.9, resulting in the p-type conductivity in the films. Hall results indicated that AZO films prepared by O₂ fractions in range of 0 ? 0.6 can be used for electrode layers in the applications of transparent thin film transistor. We concluded from the X-ray diffraction analysis that worse crystallinity with a smaller grain size as well as higher tensile stress was observed in the films prepared by a higher O₂ fraction, which is related to incorporation of more oxygen atoms into the films during deposition. The study of atomic force microscope suggested that the smoother surface morphology was observed in films prepared by using O₂ fraction, which causes the higher resistivity in those films, as evidenced by Hall measurements.

나선형 박막 인덕터와 솔레노이드 칩 인덕터의 주파수 특성 비교 연구

윤의중(Eui-Jung Yun),김재욱(Jae-Wook Kim),박형식(Hyeong-Sik Park),권오민(Oh-Min Kwon) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7

본 논문에서는 솔레노이드 형태의 칩 인덕터와 나선형태의 박막 인덕터에 대하여 주파수 특성을 비교 · 분석하여 장 · 단점을 정의하고자 한다. 솔레노이드형 RF 칩 인덕터는 l.0㎜ ×0.5㎜×0.5㎜의 크기에 11nH의 인덕턴스를 가질 수 있도록 6회 권선하였다. 나선형 박막 인덕터는 213㎛×250㎛×304㎛의 크기에 11nH의 인덕턴스를 가질 수 있도록 7회 권선하였다. 시뮬레이션을 위하여 AnSoft사의 HFSS를 이용하였으며, 이 결과 솔레노이드형 RF 칩 인덕터는 2㎓에서 77 정도의 품질계수와 5.6㎓의 SRF를 가진다. 반면 나선형 박막 인덕터는 2㎓에서 14 정도의 풍질계수와 4.5㎓의 SRF를 가진다. 성능면에서는 솔레노이드형 RF 칩 인덕터가 우수한 특성을 나타내었으나 크기를 감소시키는데 제한을 받으므로, 향후 소형 · 경량화를 위하여 박막 인덕터의 개발은 필수적이며, 성능을 더욱 향상시키기 위하여 나선형태와 재료의 개발이 필수적이라 하겠다.

고전압 마이카 커패시터 개발에 관한 연구

尹宜重(Eui-Jung Yun),崔喆洵(Cheal-Soon Choi),金宰煜(Jae-Wook Kim),李東赫(Dong-Hyuk Lee) 대한전기학회 2008 전기학회논문지 Vol.57 No.7

In this work, ultra high-voltage (17 - 50 ㎸ AC), reliable 80 ㎊ mica capacitors for partial discharge system application were investigated. Mica was used as the dielectric of the capacitors. Using the conservative design rule, over 3 individual 50 ㎛ thick mica sheets with a size of 30㎜×35㎜ were used with lead foils to form a parallel capacitor element and 20 mica sheets were interleaved with lead foils to form a series stack of parallel capacitor element to meet the requirements of the capacitors. The dimensions of the fabricated 80 ㎊ capacitors for 17 ㎸ AC and 50 ㎸ AC were 90 ㎜×90 ㎜ and 95 ㎜×180 ㎜, respectively. The high-frequency characteristics of the capacitance (C) and dissipation factor (D) of the developed capacitors were measured using a capacitance meter. The developed capacitors exhibited C of 79.5 - 87.5 ㎊, had D of 0.001% over the frequency ranges of 150 ㎑ to 50 ㎒, had a self-resonant frequency of 65 ㎒, and showed results comparable to those measured for the capacitors prepared recently by Adwel<SUP>Tm</SUP>. The developed capacitors also showed excellent characteristics for thermal shock test and temperature cycling test.

압저항 압력센서 응용을 위한 TMAH/AP/IPA 용액의 실리콘 이방성 식각특성에 대한 연구

윤의중(Eui-Jung Yun),김좌연(Jwa-Yeon Kim),이태범(Tae-Bum Lee),이석태(Seok-Tae Lee) 大韓電子工學會 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.3

Co90Fe10 박막 및 Co90Fe10 / SiO₂ 다층박막의 고주파 자기특성

윤의중(Eui-Jung Yun),진현준(Hyun-Joon Jin),박노경(Nho-Kyung Park),문대철(Dae-Chul Moon),김좌연(Jwa-Yeon Kim) 한국자기학회 1998 韓國磁氣學會誌 Vol.8 No.5

The Co_(90)Fe_(10) single layer films were deposited on various substrates (glass, Si, polyimide) using high vacuum RF magnetron sputtering system and nominal 1000 Å thick Co_(90)Fe_(10) alloy films had a good high frequency characteristic. Ms and Han values obtained from the B-H characteristic of the 10×[100 ㎚ Co_(90)Fe_(10)/100 ㎚ SiO₂] multilayers agreed well with those obtained by calculation. Complex relative permeability (=μ_r=μ_r'-jμ_r) at frequency f was measured from the transmission characteristics (S₁₁, S₂₁ parameters) of the microstrip line which has a stacked structure consisting of sample magnetic films and a conductor and is connected to a network analyzer. The μ_r-f characteristic was obtained from the magnetic absorption, which was analyzed from the S-parameter characteristics of the microstrip line. The μ_r'-f characteristic was also calculated from the μ_r-f characteristic using the Kramers-Kronig relation. The measurement results were confirmed to agree well with those obtained by calculation.

극소형 솔레노이드 RF 칩 인덕터의 설계 및 제작에 대한 연구

尹宜重(Eui-Jung Yun),鄭英暢(Young-Chang Jung) 대한전기학회 2003 전기학회논문지C Vol.52 No.11

LAM 공정 응용을 위한 나선형 인덕터의 구조에 대한 시뮬레이션

윤의중(Eui-Jung Yun),김재욱(Jae-Wook Kim),박형식(Hyeong-Sik Park),이원국(Won-Kuk Lee) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7

기존 반도체공정들이 갖는 리소그래피와 식각 등의 공정단계를 배제하는 direct-write 공정을 이용하여 친환경적인 이점을 가질 수 있는 나선형 인덕터의 구조를 제안하고 주파수 특성을 확인하였다. 인덕터의 구조는 Si를 300㎛, SiO₂를 3㎛으로 하였으며, Cu 코일의 폭과 선간의 간격은 LAM 공정과 direct-write 공정을 이용할 수 있도록 각각 100㎛으로 설정하여 3회 권선하였다. 인덕터는 200-500㎒ 범위에서 3.5nH의 인덕턴스, 4㎓에서 최대 29 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 2.6㎓로 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다.

코일직경에 따른 H-type 솔레노이드 RF chip 인덕터 성능 비교에 관한 연구

윤의중(Eui-Jung Yun),이태범(Tae-Bum Lee),김재욱(Jae-Wook Kim),김용석(Yong-Suk Kim),홍철호(Chol-Ho Hong),정영창(Won-Chang Seo) 대한전기학회 2002 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2002 No.7