• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.105-105
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• 2000

현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.349-349
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• 2008

유비쿼터스 시대를 맞이하여 현재의 전자제품은 고주파 환경에서의 소형화된 마이크로파 소자를 요구하고 있다. 현재 구현되고 있는 마이크로파 소자의 형태는 여러 가지 전송선로 중에 하나로서 금속의 그라운드면 위에 유전체 막을 형성하고 그 위에 금속선을 정밀하게 패터닝하여 각 종 소자를 연결하는 microstrip line의 형태가 많이 사용된다. 이러한 microstrip line 형태의 소자를 설계할 시에 소자 자체의 구조나 유전체 막이 그 소자의 성능을 크게 좌우한다. 여기서 유전체 막은 신호선과 그라운드면 간의 전자파를 집중시켜주어 방사손실을 줄여주는 역할을 한다. 유전체 막의 두께는 소자의 전체적인 크기를 결정하는 요인이 된다. 이는 유전체 막의 두께가 감소할 경우 50 $\Omega$ 임피던스 매칭을 위해 막 위에 형성되는 소자들의 선폭도 동시에 줄여야 하므로 소자의 소형화도 가능 하여진다. 하지만 유전체 막의 두께가 감소할 경우 전자파가 유전체 막에 집중되지 못하여 방사손실이 커지게 되고 소자의 성능이 저하된다. 이런 점을 고려할 때 소자의 소형화를 만족시키면서 동시에 소자의 성능을 유지할 수 있는 유전체 막의 최적화 두께에 대한 연구가 필요하다. 볼 연구에서는 유전체 막의 최적화 두께를 제시하기 위해 대표적 마이크로파 소자인 Edge-Coupled Filter에 대하여 3-D Electromagnetic Simulator로 설계하고 유전체 막의 두께와 Filter 성능 간의 관계를 연구하였다. Filter의 성능은 유지하도록 하면서 유전체 막의 두께를 감소시켜 나간 결과, 약 30 ~ 40 ${\mu}m$ 의 최적화 두께를 얻을 수 있었다. 한편 30 ~ 40 ${\mu}m$ 두께의 후막 공정을 고려할 때 기존의 성막공정으로는 성막시간, 공정의 난이도, 공정온도 등의 면에서 난점이 존재하며 이러한 점들을 극복할 수 있는 Aerosol Deposition Method의 적용 가능성에 대해서 연구하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.2
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• pp.146-150
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• 2001

Electromagnetic simulation was compared to the measurement with a network analyzer in the cavity resonator method which has been used for determining microwave quality factor. Scattering matrix $S_{12}$ obtained from the network analyzer was compared to the $S_{12}$ obtained from the simulation. The effects of the pore and the secondary phase of the dielectric resonator on the microwave quality factor were studied. From the simulated results, the dominant resonant $TE_{01\delta}$ mode was determined and the quality factor was observed to decrease with the pore and the secondary phase in the dielectrics.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.10 no.3 s.37
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• pp.139-150
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• 1995

이동통신 및 위성방송 등 마이크로파를 이용하는 통신수단의 증가와 더불어 통신용 기지국 및 단말기의 수요가 급증함에 따라 마이크로파 대역에서 동작하는 부품의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이들부품중 무선주파수대역에서 동작되는 박막형 유전체 소자 및 적층 소자들의 종류와 특성 및 기술개발 현황에 대해서 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.196-199
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• 2000

마이크로파용 세라믹 유전체로 사용되는 MgTiO$_3$-CaTiO$_3$계 유전체에 Li을 첨가하여 이때 얻어지는 마이크로파 유전특성과 소결특성에 대하여 알아보았다. 94MgTiO$_3$-6CaTiO$_3$으로 주조성을 고정시키고 여기에 Li$_2$CO$_3$를 Li원자 기준으로 0 ~ 10 mol% 범위 안에서 첨가하여 1200~140$0^{\circ}C$의 온도에서 4시간 소결하였다. Li의 첨가량이 적을 때에는 유전체의 품질계수와 유전상수가 모두 감소하였으나 약 lmol% 이상 되면 다시 증가하였으며, 이후 첨가량이 과도해지면 다시 서서히 감소하는 경향을 볼 수 있었다. 1.0 ~ 3.0 mol%의 첨가량 범위 안에서 Li은 MgTiO$_3$-CaTiO$_3$계 유전체의 품질계수를 증가시켜주는 역할을 하는 것으로 나타났다 1.5mol%의 Li을 첨가하고 1275$^{\circ}C$에서 4시간 소결한 시편에서 유전상수는($\varepsilon$$_{r}$) 20.0, Qf는 78,000 그리고 공진주파수 온도계수($\tau$$_{f}$)는 -1.6ppm/$^{\circ}C$의 결과를 얻을 수 있었다.다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.10 no.3 s.37
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• pp.133-138
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• 1995

이동통신서비스의 보급확대에 따른 통신용단말기의 수요가 증가하고 있으나 단말기용 핵심부품은 일본 등 선진국에서 전량 수입에 의존하고 있다. 이중 마이크로파용 유전체를 이용한 필터의 경우 안테나 듀플렉서, RF 필터 등으로 이용되고 있으며, 소형화, 고기능화가 이루어지고 있다. 이 고에서는 이동통신용 핵심 부품인 이러한 유전체 필터의 소형화 추이 및 기술 동향을 살펴보고 국내 동향과 문제점 및 대책을 결론으로 제시하였다.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2000.11a
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• pp.81-85
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• 2000

마이크로파대역에서 우수한 유전적 특성을 가지며 소결이 90$0^{\circ}C$ 이하에서 가능하여 Ag와 동시 소결이 가능한 유전체 조성을 개발하여 RF MCM-C(Multi-chip Module on Ceramic) 제조를 위한 유전체 테잎 제조에 대한 기초적인 실험과 Ag 전극과 동시소성에 대한 반응성 실험을 하였다. 본 실험에 앞서 개발된 유전체 조성의 마이크로대역에서의 유전특성은 유전율 24, 품질계수 30,000 이상, 공진주파수 온도계수 37 ppm/$^{\circ}C$ 이었고 소결온도는 85$0^{\circ}C$이었다. 이 유전체를 이용결함 없는 테잎 제조를 위한 유기용매의 선택, 바인더 및 가소제의 량 및 비에 따른 테잎의 소결 전 .후의 상태를 비교.분석하여 최적의 조성비를 결정하였다. 테잎과 은전극과의 반응성 실험결과 은과 유전체의 상호확산은 거의 이루어지지 않음을 확인하였다.

• Ceramist
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• v.5 no.1
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• pp.12-12
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• 2002

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07a
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• pp.105-109
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• 2004

[ $BaTi_4O_9$ ]계 유전체 박막을 Si 기판위에 RF Sputtering으로 성장시켜 유전체 박막의 두께 변화에 따른 마이크로파 대역에서 유전체 박막의 유전율 및 유전손실을 측정하였다. 유전체 박막의 두께가 증가함에 따라 유전율은 약간 증가하였으며 마이크로파 대역에서 벌크 유전체와 같은 38의 유전율 값을 얻을 수 있었다. 또한 probe와 상두 전극사이의 접촉 저항을 고려한 값들을 보정함으로서 6GHz의 주파수 대역까지 $BaTi_4O_9$ 박막의 유전손실 값을 안정적으로 측정한 수 있었으며 유전체 박막의 두께가 증가함에 따라 최대 0.0001의 양호한 유전손실 값을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.8 no.2
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• pp.9-13
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• 2001

The effects of glass addition on the densification and the microwave properties of $(Ba_{0.5}Pb_{0.5})Nd_2Ti_5O_{14}$ dielectric system were studied. When 2~3 wt% of borosilicate glass were added, the density increased and the better microwave properties were obtained. When a sample was sintered at $950^{\circ}C$ with 3 wt% of glass, the quality factor and the temperature coefficient of the resonant frequency of the specimen were 4500 and +10 $ppm/^{\circ}C$, respectively. The dielectric constant, however, decreased from 90 to 75 with glass addition.