병렬구조의 압력측정 시스템 개발

윤의중,김좌연,이강원,이석태,Yun, Eui-Jung,Kim, Jwa-Yeon,Lee, Kang-Won,Lee, Seok-Tae 한국전기전자재료학회 2006 전기전자재료학회논문지 Vol.19 No.4

In this paper, we developed a pressure measurement apparatus with the parallel structure to improve the measurement efficiency of pressure sensors by reducing the measurement time of pressure. The developed system has two parallel positions for loading Silicon pressure sensor and has a dual valve structure. The semiconductor pressure sensors prepared by Copal Electronics were used to confirm the performance of the developed measurement system. Two stage differential amplifier circuit was employed to amplify the weak output signal and the amplified output signal was improved utilizing a low-pass filter. New apparatus shows the measurement time of pressure two times shorter than that of conventional one with the serial structure, while both structures show the similar linear output versus pressure characteristics.

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.

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.

반도체/디스플레이 소자용 초음파 건식세정 시뮬레이션 연구

윤의중,이강원,김철호,이석태,Yun, Eui-Jung,Lee, Gang-won,Kim, Chol-Ho,Lee, Seok-Tae 한국전기전자재료학회 2004 전기전자재료학회논문지 Vol.17 No.12

In this paper, the optimum design of ultrasonic dry cleaning head was investigated. The transducer instead of mechanical dynamic structure was used to generate ultrasonic wave and the horn-shape amplifier was utilized to solve the energy decaying problem of ultrasonic wave with propagating it through the media. The analyses of ultrasonic wave and a fluid for the selected structure of a cleaning head were carried out using SYSNOISE and ANSYS simulators, respectively. Based on simulator results, the distance between a horn and the substrate of 4 mm and the horn diameter of 10 mm were determined to maximize the energy of ultrasonic waves. The cooling structure was also considered to reduce the heat from the transducer and the horn. The equivalent circuit for the fabricated horn was deduced from HP4194A impedance/gain/phase analyzer and the frequency of an ultrasonic wave of 20.25 kHz was confirmed using the parameters of the equivalent circuit.

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.

고 에너지 전자빔 조사된 IGZO 박막의 광 투과도에 대한 연구

윤의중(Eui-Jung Yun) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.6

본 연구에서는 radio frequency(rf) 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용하여 Corning 유리 기판에 증착된 InGaZnO (IGZO) 박막의 광 투과도 특성에 고 에너지 전자빔 조사(high-energy electron beam irradiation (HEEBI))이 미치는 영향을 연구하였다. 저온에서 증착된 IGZO 박막은 공기 중 과 상온 조건에서 0.8 MeV의 전자빔 에너지와 1×10<SUP>14</SUP> - 1×10<SUP>16</SUP> electrons/cm² dose를 사용하여 HEEBI 처리 되었다. IGZO 박막의 광 투과도는 utraviolet visible near-infrared spectrophotometer (UVVIS)로 측정되었다. HEEBI 처리 된 IGZO/유리 이중층의 총 광 투과도에서 HEEBI 처리된 IGZO 단일막 만의 광 투과도를 분리하는 방법을 상세히 연구하였다. 실험 결과로부터 1×10<SUP>14</SUP> electrons/cm² 의 적절한 dose로 처리된 HEEBI가 IGZO 박막의 투명도를 극대 화 시킴을 알 수 있었다. 또한 이렇게 적절한 dose로 처리된 HEEBI가 광학 밴드갭(Eg)을 3.38 eV에서 3.31 eV로 감소시킴을 알 수 있었다. 이러한 Eg의 감소는 적절한 dose로 공기 중 상온에서 처리된 HEEBI가 진공 중 고온에서 처리된 열적 annealing 효과와 유사함을 제시하고 있다. In this paper, we investigated the effects of high-energy electron beam irradiation (HEEBI) on the optical transmittance of InGaZnO (IGZO) films grown on transparent Corning glass substrates, with a radio frequency magnetron sputtering technique. The IGZO thin films deposited at low temperature were treated with HEEBI in air at room temperature (RT) with an electron beam energy of 0.8 MeV and doses of 1×10<SUP>14</SUP> - 1×10<SUP>16</SUP> electrons/cm². The optical transmittance of the IGZO films was measured using an ultraviolet visible near-infrared spectrophotometer (UVVIS). The detailed estimation process for separating the transmittance of HEEBI-treated IGZO films from the total transmittance of IGZO films on transparent substrates treated with HEEBI is given in this paper. Based on the experimental results, we concluded that HEEBI with an appropriate dose of 10<SUP>14</SUP> electrons/cm² causes a maximum increase in the transparency of IGZO thin films. We also concluded that HEEBI treatment with an appropriate dose shifted the optical band gap (Eg) toward the lower energy region from 3.38 to 3.31 eV. This Eg shift suggested that HEEBI in air at RT with an appropriate dose acts like a thermal annealing treatment in vacuum at high temperature.

수소가스 감지용 가연성 가스센서 제작을 위한 요소기술 개발

윤의중,박형식,이석태,박노경,Yun, Eui-Jung,Park, Hyeong-Sik,Lee, Seok-Tae,Park, Nho-Kyung 한국전기전자재료학회 2007 전기전자재료학회논문지 Vol.20 No.3

Core technologies for integrating hydrogen gas sensor were investigated. In this study, the thermally isolated micro-hot-plate with areas of $100{\times}100-260{\times}260{\mu}m^2$ was fabricated by utilizing surface micromachining technique that provides better manufacturing yield than bulk micromachining counterpart. The optimum design of the sensor was peformed by analyzing the thermal profile of the structure obtained from a ANSYS simulator. The 400-nm-thick polysilicon films doped with phosphorus, the 300-nm-thick aluminum films, and the 200-nm-thick $SnO_2$(or ZnO)films were used as the micro-heater material, the temperature sensor material, and the gas sensitive material, respectively. The experimental results show that the developed gas sensors can detect $H_2$ concentration as low as 1 ppm.

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.

마이크로입자의 레이저 Ablation으로 형성된 나노입자의 수펴소닉 적층법을 이용한 퍼멀로이 나노구조박막 적층에 관한 연구

윤의중,정명희,Yun, Eui-Jung,Jung, Myunghee 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.5

In this paper, we synthesized 10 to 20 nm diameter NiFe nanoparticles and nanoparticle films utilizing supersonic jet deposition of nanoparticle aerosols generated by laser ablation of $30\;to\;45{\mu}m$ diameter permalloy $(Ni_{81}Fe_{19} \;at\;{\%})$ microparticles. The component and composition of the nanoparticles were characterized by an energy dispersive X-ray spectroscopy. The morphology of the nanoparticles and nanoparticle films was analyzed by a high-resolution transmission electron microscopy and a scanning electron microscopy, respectively. The experimental results showed that the nanoparticles and nanoparticle films have remarkable properties with an excellent preservation of the composition of feedstock permalloy microparticles. The purpose of the present work is to present details on the composition and nanostructural characterizations for NiFe nanoparticles and nanoparticle films prepared by laser ablation of microparticles (LAM).