• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.127-130
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• 2003

4-bit 강유전체 위상변위기를 이용하여 10 GHz, 상온에서 작동하는 위상배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 이 안테나는 빔 스캔을 위하여 전압에 대한 비선형특성을 보이는 강유전체 Bal-xSrxTiO3 (BST)를 기본으로 하는 위상변위기를 이용하였다. 우리는 펄스레이져 증착법으로 MgO (001) 기판위에 걸맞게 증착된 BST 박막을 일반적인 사진공정과 식각법을 이용하여 동일평판형 전극을 가진 위상변위기를 만들었다. 일반적인 동일평판형 강유전체 위상변위기의 경우 연결 전송선로의 임피던스와의 차이로 인해 반사손실과 이로 인한 부가적인 삽입손실이 발생한다. 이런 손실들을 줄이기 위해 입력과 출력 포트에 임피던스 매칭을 하였다. 이렇게 테이퍼링되어 만들어진 동일평판형 위상변위기는 이전의 구조에 비해 반사 손실과 삽입 손실 값에서 각각 약 10, 2 dB 정도씩의 개선을 보였다. 이 구조로 전송선로의 길이를 길게하여 만든 1-bit 강유전체 위상변위기는 10 GHz, 150 V의 전압변화에서 180도의 차등위상변위를 보였으며 최대 삽입손실과 최대 반사손실은 각각 약 10 dB, 20 dB 이다. 안테나 모듈은 4개의 마이크로스트림 패치 안테나와 4개의 강유전체 위상변위기로 이루어졌는데 10 GHz, 150 V의 전압변화에서 약 15도의 빔 스캔을 확인하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.64-71
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• 1995

We have developed a silicon etching method by which highly doped layers are selectively etched using stain etching technique. Current supply to the backside contact of silicon wafer and special reactor are not required in this method. Therefore this method is much simpler than anodic reaction method and could be applied to standard VLSI process. In addition, highly doped layers of several wafer structures, including the structures where conventional anodic reaction method cannot be used, could be preferentially etched by this technique. We have also fabricated micromechanical structures such as cantilevers and air-bridges on the $n/n^{+}/n$ wafer and air-bridges on the $p/p^{+}$ wafer using this stain etching technique.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.26 no.12
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• pp.1064-1071
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• 2015

In this paper, the electrical characteristics of interdigital capacitor with single-layer and multi-layer graphene were compared and analyzed in the microwave region. In equivalent circuit, a capacitor coupled with graphene showed the clear difference in electrical components such as resistance, inductance, and capacitance. In particular, for the capacitor with single-layer graphene, additional inductance and resistance occurred and the electrode resistance was also increased. Meanwhile, the self-resonance frequency of capacitor was shifted toward lower frequency region and its transmitted characteristic was considerably improved at frequency ranging from 0.4 to 4 GHz. The electrical characteristics of the capacitor with multi-layer graphene were somewhat different than the bare capacitor. In conclusion, we could confirm that single-layer graphene greatly influenced the electrical characteristics and performances of interdigital capacitor compared to multi-layer graphene.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.66 no.7
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• pp.1141-1148
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• 2017

Generally, a thermistor made by sintering a metal oxide is widely used to measure the ambient temperature. This thermistor is widely used not only for industrial use but also for medical use because of its excellent sensitivity, durability, temperature change characteristics and low cost. In particular, the normal body temperature is 36.9 degrees relative to the armpit temperature, and it is most closely related to the circulating blood flow. Previous studies have shown that body temperature changes during biomechanical changes and body temperature changes by anomalous signs or illnesses. Therefore, in this study, we propose a Lock-In-Amp design to detect minute temperature changes of clothing and thermistor wired by a preacher as a method to regularly measure body temperature in daily life. Especially, it is designed to measure the minute resistance change of the thermistor according to body temperature change even in a low-cost microprocessor environment by using a micro-processor-based Lock-In-Amp, and a jacquard and the thermistor is arranged so as to be close to the side, so that the reference body temperature can be easily measured. The temperature was measured and stored in real time using short-range wireless communication for non - restraint temperature monitoring. A baby vest was made to verify its performance through temperature experiments for infants. The measurement of infant body temperature through the existing skin sensor or thermometer has limitations in monitoring infant body temperature for a long time without restriction. However, it can be overcome by using the embroidery fabric based micro temperature monitoring wireless monitoring device proposed in this study.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1637-1638
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• 2006

HVAC 시스템은 쾌적하고 깨끗한 운전환경을 만들어 줌으로써 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공한다. 이때 센서는 시시각각으로 변화하는 차실 내외의 환경변화에 대한 정보를 검출하여 HVAC 제어 유니트에 제공한다. 현재 HVAC 시스템에 사용되고 있는 후막 가스센서는 소자 크기와 소비전력이 크고, 제작공정이 까다로워 생산성이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 초소형화, 저소비전력, 대량생산에 의한 저가격화가 가능한 MEMS 가스센서의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 구조체를 이용한 마이크로 가스센서를 설계 및 제작하였고, 감도특성을 고찰하였다. 가스 감지막은 금속산화물 페이스트를 스크린 프린팅 하는 종래의 방법 대신 MEMS 구조체에 적용 가능한 sol-gel 프로세스에 의해 형성하였다. 또 가스 감지전극과 micro-heater를 동일 평면상에 제작, 공정을 간소화하여 저가화를 시도하였다. MEMS 구조체 위에 제작된 Pt 박막 micro-heater의 인가전압에 따른 발열특성을 조사한 결과, 발열온도가 인가전압에 비례하는 이상적인 선형성을 나타내었으며, $300^{\circ}C$의 동작 온도에 도달하기 위해 65mW 이하의 저전력 동작이 가능하였다. 가스 센서의 감도특성 확인 실험은 CO 가스 10ppm, NO 가스 0.3ppm을 기준으로 수행되었으며, CO 및 NO에 대해 Rs(sensitivity, 가스반응저항/초기저항) 값은 각각 0.753 과 2.416로 우수한 성능을 나타내었다.

• The Korean Society of Law and Medicine
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• v.24 no.2
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• pp.147-196
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• 2023

Advances in brain science have made it possible to stimulate the brain to treat brain disorder or to connect directly between the neuron activity and an external devices. Non-invasive neurotechnologies already exist, but invasive neurotechnologies can provide more precise stimulation or measure brainwaves more precisely. Nowadays deep brain stimulation (DBS) is recognized as an accepted treatment for Parkinson's disease and essential tremor. In addition DBS has shown a certain positive effect in patients with Alzheimer's disease and depression. Brain-computer interfaces (BCI) are in the clinical stage but help patients in vegetative state can communicate or support rehabilitation for nerve-damaged people. The issue is that the people who need these invasive neurotechnologies are those whose capacity to consent is impaired or who are unable to communicate due to disease or nerve damage, while DBS and BCI operations are highly invasive and require informed consent of patients. Especially in areas where neurotechnology is still in clinical trials, the risks are greater and the benefits are uncertain, so more explanation should be provided to let patients make an informed decision. If the patient is under guardianship, the guardian is able to substitute for the patient's consent, if necessary with the authorization of court. If the patient is not under guardianship and the patient's capacity to consent is impaired or he is unable to express the consent, korean healthcare institution tend to rely on the patient's near relative guardian(de facto guardian) to give consent. But the concept of a de facto guardian is not provided by our civil law system. In the long run, it would be more appropriate to provide that a patient's spouse or next of kin may be authorized to give consent for the patient, if he or she is neither under guardianship nor appointed enduring power of attorney. If the patient was not properly informed of the risks involved in the neurosurgery, he or she may be entitled to compensation of intangible damages. If there is a causal relation between the malpractice and the side effects, the patient may also be able to recover damages for those side effects. In addition, both BCI and DBS involve the implantation of electrodes or microchips in the brain, which are controlled by an external devices. Since implantable medical devices are subject to product liability laws, the patient may be able to sue the manufacturer for damages if the defect caused the adverse effects. Recently, Korea's medical device regulation mandated liability insurance system for implantable medical devices to strengthen consumer protection.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.4
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• pp.79-85
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• 2023

A novel low-temperature co-fired ceramic (LTCC) dielectric, composed of (1-4x)Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-3xBi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇-2xLiZnNbO₄ (x=0.03-0.21), was synthesized through reactive liquid phase sintering of Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-xLi₂CO₃ ceramic at temperatures ranging from 850℃ to 920℃ for 4 hours. During sintering, Li₂CO₃ reacted with Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, resulting in the formation of Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇, and LiZnNbO₄. The resulting sintered body exhibited a relative sintering density exceeding 96% of the theoretical density. By altering the initial Li₂CO₃ content (x) and consequently modulating the volume fraction of Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇, and LiZnNbO₄ in the final sintered body, a sample with high dielectric constant (ε_r), low dielectric loss (tan δ), and the temperature coefficient of dielectric constant (TCε) characterized by NP0 specification (TCε ≤ ±30 ppm/℃) was achieved. As the Li₂CO₃ content increased from x=0.03 mol to x=0.15 mol, the volume fraction of Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇ and LiZnNbO₄ in the composite increased, while the volume fraction of Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇ decreased. Consequently, the dielectric constant (εr) of the composite materials varied from 148.38 to 126.99, the dielectric loss (tan δ) shifted from 5.29×10^-4 to 3.31×10^-4, and the temperature coefficient of dielectric constant (TCε) transitioned from -340.35 ppm/℃ to 299.67 ppm/℃. A dielectric exhibiting NP0 characteristics was achieved at x=0.09 for Li₂CO₃, with a dielectric constant (ε_r) of 143.06, a dielectric loss (tan δ) value of 4.31×10^-4, and a temperature coefficient of dielectric constant (TCε) value of -9.98 ppm/℃. Chemical compatibility experiment with Ag electrode revealed that the developed composite material exhibited no reactivity with the Ag electrode during the co-firing process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.2
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• pp.81-88
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• 2021

In this paper, by applying LTCC substrate, the library of the passive elements is implemented. And it can be used in 24 GHz circuits. Depending on how to use it to the circuit, it is required large value by designing the basic structures such as electrode capacitor and spiral inductor. However they are not available in high-frequency domain, because their SRF(Self-Resonant Frequency) is lower than the frequency of 24-GHz. By solving the limit, this paper devised passive elements classified for the DC and the high-frequency domain. The basic structure is suitable for low frequency under 1~2 GHz like DC. The microstrip λ/8 length stub structure is proposed to use for high-frequency like 24-GHz. The open and short stub structure operate as a capacitor and inductor respectively, also they have their impedances. Through their impedances, we can extract the value with the impedance-related equation. In this paper, the proposed passive elements are produced with the permittivity 7.5 LTCC substrate, the basic structure which are available in the DC constituted a library of capacitance of 2.35 to 30.44 pF and inductance of 0.75 to 5.45 nH, measured respectively. The stub structure available in the high-frequency domain were built libraries of capacitance of 0.44 to 2.89 pF and inductance of 0.71 to 1.56 nH, calculated respectively. The measurements have proven how to diversify value, so libraries can be built more variously. It will be an alternative to the passive elements that it is possible to integrate with the operation circuit of radar module for the frequency 24-GHz.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.4
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• pp.67-75
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• 2020

In this paper, by applying LCP substrate, the capacitor and inductor are implemented with a variety of value that can be used in 35 GHz circuits. Depending on how to apply it to the circuit, it is required high value by designing the basic structures such as electrode capacitor and spiral inductor. However they are not available in high-frequency domain, because their SRF(Self-Resonant Frequency) is lower than the frequency of 35-GHz. By finding the limit, this paper devised classifying passive devices for the DC and the high-frequency domain. The basic structure is suitable for DC and microstrip λ/8 length stub structure can be used for high-frequency. The open and short stub structure operate as a capacitor and inductor respectively in the frequency of 35 GHz. If their impedance is known, it is possible to extract the value through the impedance-related equation. By producing with the permittivity 2.9 LCP substrate, the basic structure which are available in the DC constituted a library of capacitance of 1.12 to 13.9 pF and inductance of 0.96 to 4.69 nH, measured respectively. The stub structure available in the high-frequency domain were built libraries of capacitance of 0.07 to 2.88 pF and inductance of 0.34 to 1.27 nH, calculated respectively. The measurements have proven how to diversify value, so libraries can be built more variously. It is possible to integrate with the operation circuit of TRM(Transmit-Receive Module) for the frequency 35-GHz, it will be an alternative to the passive devices that can be properly utilized in the circuit.