• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.361-361
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• 2013

비냉각 적외선 검출소자는 빛이 전혀 없는 환경에서도 사물을 감지하는 열상장비의 핵심소자이다. 마이크로볼로미터 적외선 검출기는 상온에서 동작하며, 온도안정화를 위해 TEC를 장착하여 진공패키지로 조립된다. 패키지는 진공을 유지할 수 있도록 일반적으로 메탈로 제작되며, 단가 감소 및 생산성 증대를 위해 wafer level packaging 방법을 이용한다. 마이크로볼로미터의 특성은 패키지의 진공 변화에 매우 민감하다. 센서의 감도를 증가시키기 위해서는 진공환경을 유지해야 한다. 볼로미터 소자의 특성은 상압에서 열전도는 기판과 멤브레인 사이의 에어갭을 통해 열손실을 야기하므로 센서의 반응도가 현저히 줄어든다. 에어갭이 1 um 정도 되더라도 그 사이에 존재하는 열전도가 가능하므로 진공을 유지하여 열고립 상태를 증대시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 소자의 동작시 압력, 즉 진공도가 볼로미터 소자의 반응도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 마이크로볼로미터 소자는 $2{\times}8$ 어레이 형태로 제작하였으며, metal pad를 각 단위셀에 배치하였으며, 공통전극으로 한 개의 metal pad를 넣어 설계하였다. 흡수체로써 VOx를 사용하였으며, 열 고립구조를 위해 2.5 um 공명 흡수층의 floating 구조로 멤브레인을 형성하였다. 진공패키지는 메탈패키지를 제작하여 볼로미터 칩을 TEC 위에 장착하였으며, 신호의 감지를 위해 가변저항을 매칭시켰다. 반응도는 신호 대 잡음 값을 획득하여 소자에 도달하는 적외선 에너지에 대해 반응하는 값을 계산에 의해 얻어내는 것이다. 픽셀 크기는 $50{\times}50$ um이며, 패키지 조립 공정 후 온도변화에 따른 저항 측정을 통해 TCR 값을 얻었다. 이때 TCR은 약 -2.5%/K으로 나타났다. $2{\times}8$의 4개 단위소자에 대해 측정한 값은 균일하게 TCR 값이 나타났다. 광반응 특성은 볼로미터 단위소자에 대해서 먼저 고진공(5e-6 torr) 하에서 측정하였으며, 반응도는 25,000 V/W의 값을 나타내었고, 탐지도는 약 2e+8 $cmHz_{1/2}$/W로 나타났다. 패키지의 압력 조절을 위해 TMP 및 로터리 펌프를 이용하여 100 torr에서 1e-4 torr의 범위에서 압력조절 밸브를 이용하여 질소가스의 압력으로 진공도를 변화시켰다. 적외선 반응신호는 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 2e-1 torr의 압력에서 신호의 크기가 감소하기 시작하여 5 torr에서 반응도의 1/2 값을 나타냄을 알 수 있었다. 30 torr 이상에서는 신호가 잡음값 과거의 동일하여 신호대 잡음비가 1로 나타남을 알 수 있었다. 또한 진공도 변화에 대해, 흑체온도에 따른 반응도 및 탐지도의 특성을 조사한 결과를 발표한다. 반응도의 증가를 위해 진공도는 진공도는 1e-2 torr 이하의 압력을 유지해야 함을 본 실험을 통해 알 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.53 no.7
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• pp.138-143
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• 2016

The designed and fabricated millimeter-wave security screening system receives radiation energy from an object and a human body. The imaging system consist of sixteen array antennas, sixteen four-stage LNAs, sixteen detectors, an infrared camera, a CCD camera, reflector, and a focusing lens. This system requires high sensitivity and wide bandwidth to detect the input thermal noise. The LNA module of the system has been measured to have 65.8 dB in average linear gain and 82 GHz~102 GHz in bandwidth to enhance the sensitivity for thermal noise, and to receive it over a wide bandwidth. The detector is used for direct current (DC) output translation of millimeter-wave signals with a zero bias Schottky diode. The lens and front-end of the millimeter-wave sensor are important in the system to detect the input thermal noise signal. The frequency range in the receiving sensitivity of the detectors was 350 to 400 mV/mW at 0 dBm (1 mW) input power. The developed W-band imaging system is effective for detecting and identifying concealed objects such as metal or plastic.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.4
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• pp.83-89
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• 2015

In this paper, we propose a fabrication technique for enhanced electrical properties of piezoelectric thick films with excellent patterning property using sol-infiltration and a direct-patterning process. To achieve the needs of high-density and direct-patterning at a low sintering temperature (< $850^{\circ}C$), a photosensitive lead zirconate titanate (PZT) solution was infiltrated into a screen-printed thick film. The direct-patterned PZT films were clearly formed on a locally screen-printed thick film, using a photomask and UV light. Because UV light is scattered in the screen-printed thick film of a porous powder-based structure, there are needs to optimize the photosensitive PZT sol infiltration process for obtaining the enhanced properties of PZT thick film. By optimizing the concentration of the photosensitive PZT sol, UV irradiation time, and solvent developing time, the hybrid films prepared with 0.35 M of PZT sol, 4 min of UV irradiation and 15 sec solvent developing time, showed a very dense with a large grain size at a low sintering temperature of $800^{\circ}C$. It also illustrated enhanced electrical properties (remnant polarization, $P_r$, and coercive field, $E_c$). The $P_r$ value was over four times higher than those of the screen-printed films. These films integrated on silicon wafer substrate could give a potential of applications in micro-sensors and -actuators.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.39 no.3
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• pp.218-229
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• 2003

A new biotelemetry method that the installation and the treatment of equipment is convenient and the instantaneously detailed location of the fish attached the pinger is able to track comparatively easily was developed. The receiving system in this biotelemetry method was advanced for track the detailed behavior of the fish by the miniature tracking pinger, because it was a burden to fish to add the pinger with the water temperature and the pressure sensor. By combining of the super short base line (SSBL) method to detect the direction of pinger and the pinger synchronizing method to measure the range from receiving transducer to pinger, the three dimensional locations of fish to the receiving transducer is gotten instantaneously. The receiving system is devised to realize the high precision or wide detection range by application of the basic design method for receiving system of biotelemetry developed by the present authors and the hydrophone array configuration. The measurement distance error in the pinger synchronizing method is minimized through the correction of which the deviation of transmission pluse period of pinger is caused by changing water temperature. A prototype system which is able to track the instantaneously detailed location of the fish by the SSBL and pinger synchronizing biotelemetry (SPB) method was produced.