• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.29-29
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• 2009

현재 고집적 비휘발성 메모리 소자로는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)과 PRAM (Phase Magnetic Random Access Memory)이 활발하게 미국과 일본, 한국 등에서 다양한 연구가 진행되어 오고 있다. 이 중에서 MRAM은 DRAM과 비슷한 10 ns의 빠른 읽기/쓰기 속도와 비휘발성 특성을 가지고 있으며, 전하를 저장할 커패시터가 필요 없고, 두 개의 자성충에 약 10 mA 정도의 전류를 가하면 그때 발생하는 약 10 Oe의 자장을 개개의 비트를 write하고, read 시에는 각 비트의 자기저항을 측정함으로써 데이터를 저장하고 읽을 있으므로, 고집적화가 가능성하다 [1]. 현재 우수한 박막 재료가 개발 되었으나, 고집적 MRAM 소자의 양산에는 해결 하여야 하는 문제점이 있다. 특히 다층 박막으로 구성되어 있으므로 식각 공정의 개발이 필수적이다. 지금까지 MRAM 재료의 식각은 주로 Ion milling, ICP, ECR등의 플라즈마 장치를 되었고, 식각 가스로는 할로겐 기체와 금속카보닐 형성을 위한 Co/$NH_3$와 $Ch_3OH$ 기체가 이용되고 있다. 그러나 할로겐 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 부산물들의 높은 끓는점 때문에 식각 부산물이 박막의 표면에서 열적 탈착에 의하여 제거되지 않기 때문에 높은 에너지를 가지는 이온의 도움에 의한 식각이 필요하다. 또한 Cl 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 공정 후, 시료가 대기에 노출되면 대기 중의 수분과 식각 부산물이 결합하여 부식 현상이 발생하게 된다. 그러므로 이를 방지하기 위한 추가 공정이 요구된다. 최근에는 부식 현상이 없고, MTJ 상부에 사용되는 Ta 또는 Ti Hard mask와의 높은 선택비를 가지는 $CH_3OH$ 또는 CO/$NH_3$가 사용되고 있다. 하부 박막에 따른 식각 특성에 연구와 다층의 박막의 식각 공정에 발생에 관한 발표는 거의 없다. MRAM을 양산에 적용하기 위하여서는 Main etch 공정에서 빠른 식각 공정이 필요하고, Over etch 공정에서 하부박막에 대한 높은 선택비가 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 식각 변수에 따른 플라즈마 측정과 표면 반응을 비교하여 각 공정의 식각 메커니즘을 규명하고, Main Etch 공정에서는 $Cl_2$/Ar 또는 $BCl_3$/Ar 가스를 이용하여 식각 실험을 수행하고, Over etch 공정에는 낮은 Ta 박막 식각 속도를 가지는 $Ch_4/O_2$/Ar 또는 $Ch_3OH$/Ar 가스를 이용하고자 한다. 플라즈마 내의 식각종과 Ta 박막과의 반응을 XPS와 AES를 이용하여 분석하고, 식각 공정 변수에 따른 식각 속도, 식각 선택비와 식각 프로파일 변화를 SEM을 이용하여 관찰한다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.162-165
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• 2007

본 연구에서는 CoFeB/MgO/CoFeB 구조를 가지는 자기터널접합에서 capping층 재료의 종류와 열처리 시간에 따른 비정질 top CoFeB 자성층의 결정화 상태 및 자기터널접합의 자기적 특성 변화에 대한 연구결과를 비교 분석 하였다. Hcp(Hexagonal close-packed)의 결정구조를 가지는 Ru(002)를 capping층 재료로 사용한 자기터널접합 박막의 경우에는 열처리 이후 Ru과 인접한 부분의 top CoFeB이 bcc-CoFe(110)로 성장하는 반면, TiAl과 ZrAl을 capping층 재료로 사용한 자기터널접합의 경우는 열처리 이후 top CoFeB이 MgO와 epitaxial하게 bcc-CoFe(002)로 결정성장 하였다. 이로 인해 Ru을 사용한 자기터널접합의 터널자기 저항비(46.7%)보다 약 1.5배 높은 터널자기저항비(TiAl: 71.8%, ZrAl: 72.7%)를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권1호
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• pp.10-19
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• 1992

Soft Ferrites 가운데 대표적인 자성재료로써 최근에 개발된 Mn-Zn Ferrite는 높은 초기투자율과 포화자속밀도, 낮은 손실계수를 갖고 있으며 또한, 단결정으로써의 기계적 특성이 우수하며 VTR Head의 소재로 사용되는 중요한 전자부품이다. melt를 수용하는 도가니를 사용치 않아 결정으로의 불순물 침입이 없으며 halogen lamp로부터 방출된 적외선을 열원으로 하여 한 곳에 초점을 이루어 온도구배를 크게 유지하여 결정성장을 이루는 Floating Zone(FZ)법에 의해 Ar 및 $O_2$혼합가스 분위기 하에서 직경 8mm의 Mn-Zn Ferrite 단결정을 육성하였다. 성장 중 용융대에서의 최고온도는 $1650^{\circ}C$ 온도를 유지하였고 결정성장 속도는 10mm/hr, 회전속도는 20 rpm 이었으며 성장방위를 확인하기 위해 Laue 분석 및 XRD, TEM을 이용, 결정의 상등을 분석하였으며 화학적인 etching을 하여 광학현미경을 통해 etch pits 형상을 관찰하였다. 그리고 양질의 결정을 얻기 위해 원료봉 직경에 따른 결정화 속도와 적정한 melt직경과 길이에 대한 상관관계를 찾아내었고 또한 성장계면의 양상에 대해 고찰하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권3호
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• pp.202-206
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• 2005

무전해 도금법에 의해 제조된 은 피복 Ni-Zn 페라이트 분말의 전파흡수특성을 조사하였다. 분무건조법 및 소결 고정에 의해 평균입경이 $50{\mu}m$ 정도인 페라이트 구형 분말을 제조하고, 이 분말 위에 은 피막을 무전해 도금법에 의해 코팅하였다. 페라이트 표면에 형성되는 은 피막의 미세조직은 도금욕의 $AgNO_3$의 농도에 따라 민감히 변화하였다. 균일한 은 피막을 얻기 위해 페라이트 분말 20g당 10g/L $AgNO_3$가 필요하였다. 페라이트 분말 표면에 은 피막이 형성됨에 따라 전기저항은 $10^{-2}\~10^{-3}\;\Omega$ 정도까지 감소하였다. 도금 처리되지 않은 순수 페라이트 분말은 400 MHz에서 자기공명을 나타내는 전형적인 자성재료의 특성을 나타내었고, 복소유전율은 실수 항이 35, 허수 항은 거의 0에 가까운 값을 나타내었다. 반면 균일한 은 도금이 이루어진 페라이트 분말은 투자율의 큰 변화 없이 복소유전율 실수항이 35, 허수항이 8 이상으로 매우 크게 증가하였다. 이에 따라 전파흡수체의 두께를 현저히 줄일 수 있었다. 임피던스 정합두께는 C-band대역에서 도금되지 않은 페라이트 분말의 경우 5mm로부터 도금 후 2mm 수준으로 감소하였다.

• 센서학회지
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• 제12권2호
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• pp.72-78
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• 2003

본 논문은 마이크로 플럭스게이트 자기 센서 (micro fluxgate magnetic sensor)의 여자코일 선폭에 따른 자계 검출 특성 변화에 관한 것이다. 센서 제작을 위해 PCB 다층 적층기술을 사용하였으며, 연자성 코어를 둘러싼 여자코일 선폭을 각각 $260\;{\mu}m$와 $520\;{\mu}m$로 센서를 구현하였다. 센서는 모두 5층의 기판을 적층 하였으며, 가운데 (3번째)기판을 자성체 코어로, 자성체 코어 외부 (2번째와 4번째)기판을 여자코일로, 최외부 (1번째와 5번째)기판을 검출코일로 제작하였다. 연자성 코어로는 약 100,000의 큰 DC 투자율 (permeability)을 갖는 코발트 (Co)가 주성분인 아몰퍼스 재료를 사용하였으며, 자속 누설을 최소화하기 위해 사각 링 형태를 유지하였다. 솔레노이드 형태의 여자코일과 검출코일은 구리 재질로 제작되었다. $260\;{\mu}m$ 여자코일 선폭을 갖는 자기센서는 여자조건이 360 kHz, $3\;V_{p_p}$의 정현파일 경우에 780 V/T로 매우 우수한 감도를 보이고 있으며, $-100\;{\mu}T\;{\sim}\;+100\;{\mu}T$ 영역에서 매우 우수한 선형특성을 보이고 있다. 자기 센서의 크기는 $7.3\;{\times}\;5.7\;mm^2$이며, 소비전력은 약 8 mW이다. 이런 초소형 자기센서는 휴대용 네비게이션 시스템, telematics, VR 게임기 등 다양한 응용분야에 적용할 수 있다.

• 한국자기학회지
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• 제4권4호
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• pp.347-354
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• 1994

밀링 및 화학적 처리에 의해 제조된 소재의 구조해석 및 자기적 특성은 X선회절, 투과 전자현미경, 쾨스바우어 분광 및 비탄성 중성자산란 등의 측정에 의해 조사되었다. 질화처리에 의해 제조된 ${\gamma}'-Fe_{4}N$분말의 기계적 밀링처리에 의해, 대부분의 fcc ${\gamma}'-Fe_{4}N$상은 밀링 초기단계에 bct ${\alpha}'-Fe(N)$상으로 변태를 하며, 이러한 변태는 응력유기 마르텐사이트 변태로 규정지을 수 있다. 밀링처리에 제조한 bct ${\alpha}'-Fe(N)$ 초미세 분말의 열처리에 의해 673~773 K의 온도범위에서 ${\alpha}'-Fe_{16}N_{2}$상이 부분적으로 생성되며, 이로 인해 포화자화값이 증가한다. Mn-45, 70, 85 at.% Al의 조성으로 혼합한 분말은 기계적 합금화에 의해, Al은 부분적으로 ${\alpha}-Mn$상에 고용된다. 이로 인해 ${\alpha}-Mn$형 Mn-Al합금의 자기적 성질은 상자성에서 강자성으로 특성이 변하며, 특히 밀링처리한 Mn-70 at.% Al 계에 있어서 포화자화값은 11 emu/g을 나타낸다. 한편, 밀링처리한 Mn-85 at.% Al계에서 화학적 추출법을 이용하는 것에 의해 skeleton-type의 순 ${\alpha}-Mn$분말상을 제조한 결과 포화자화값은 36 emu/g으로 급격히 증가하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.121-125
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• 2009

비정질 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 $400^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도범위에서 각 3분씩 고진공챔버($10^{-8}$ torr)에서 열처리하였고, as-grown 시료와 열처리한 시료의 전기적 특성과 자기수송특성을 연구하였다. 성분함량은 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS)와 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 측정하였으며, 박막의 구조분석은 x-ray diffractometer(XRD)와 transmission electron microscopy(TEM)를 이용하였다. 자성특성은 여러 범위의 자기장에서 Magnetic property measure system(MPMS)를 이용하였다. 박막의 전기적 특성은 standard four-point probe와 Physical property measurement system(PPMS)로 측정하였으며, van der Pauw 방법을 사용하여 Anomalous Hall effect를 측정하였다. X-ray 회절 패턴 분석을 통해 $500^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리한 시료는 여전히 비정질 상태인 것을 알 수 있었으며, $600^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정화를 확인할 수 있었다. as-grown $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막과 열처리한 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 온도에 따른 비저항 값의 변화를 측정하였고, 반도체의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도가 높을수록 비저항도 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막은 저온에서 negative magnetoresistance(MR)을 확인할 수 있었고, MR ratio는 10 K에서 약 8.5 %를 보였다. 모든 MR 그래프에서 curve의 비대칭을 확인 할 수 있었으며, anomalous Hall Effect는 약하지만 250 K까지 관측이 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.513-519
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• 2021

봉합 나사못을 이용한 견관절 수술 환자들의 예후를 확인하기 위하여 MRI(Magnetic Resonance Imaging)를 이용하여 추적검사를 시행한다. 봉합나사못을 삽입한 경우에는 임상적 관찰을 용이하게 하기 위하여 지방소거법을 이용한 영상촬영 기법이 이용되는데, 이때 이용되는 지방 신호 억제 기법으로 CHESS(Chemical Shift Selective), STIR(Short Tau Inversion Recovery), Dixon 기법 등이 주로 이용되고 있다. 봉합나사못은 비자성 재료를 이용해서 제작되지만, 환부에 삽입되는 티타늄 재질의 금속물질은 비자성체임에도 불구하고 국소자장을 왜곡시켜 결과 영상의 기하학적인 왜곡은 물론 심각한 영상신호의 감소 현상을 발생시킨다. 봉합나사못을 삽입하여 환부를 관찰하는 경우에는 뼈 혹은 뼈 인접 부위의 영상을 획득하여야 하는데 뼈와 주변 조직의 임상적 관찰을 위해서는 뼈의 지방 신호를 억제할 필요가 있다. 이때 이용되는 지방 신호 억제 기법은 금속 삽입물로 인한 자기장 불균일의 영향을 받는다. 본 연구에서는 3가지 지방억제 영상기법(CHESS, STIR, Dixon)을 이용하여 금속물질을 삽입한 환자로부터 영상을 획득하여 비교, 분석하였으며, 그 결과로 봉합나사못을 삽입한 환자의 병변 관찰 및 수술 후 예후를 관찰하기 위한 영상기법으로 STIR 영상기법이 가장 적합함을 알 수 있었다. 연구 결과에 따르면 금속 물질을 인체에 삽입한 환자의 경우, 지방 신호 억제가 필요한 MRI 검사에서는 STIR 기법을 이용하는 것이 임상적 가치가 높은 영상을 얻을 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.500-506
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• 2015

본 논문에서는 자성 금속재료인 센더스트(Sendust)를 이용하여 2.4 GHz ISM 대역의 전자파 노이즈 억제를 목적으로 하는 EMI/EMC 대책용 전파흡수체를 설계 제작하였다. CPE (Chlorinated Ploy-ethylene)를 바인더로 하여 압착 Sendust와의 조성비 별로 전파흡수체 샘플을 제작하였고, 이를 분석하여 최적의 조성비를 탐색하였다. 그 결과 최적의 조성비는 Flaked Sendust : CPE = 72.5 : 27.5 wt.%로 밝혀졌다. 전파 흡수체 샘플로부터 도출된 재료정수를 이용하여 두께의 변화에 따른 전파흡수능의 변화를 시뮬레이션 하였으며, 그 결과를 토대로 제작한 전파흡수체의 전파흡수능과 시뮬레이션 결과치가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 경우, 중심주파수 2.4 GHz에서 5.4 dB의 전파흡수능을 보였으며, 이때 전파흡수체의 정합두께는 0.6 mm로서 종래의 전파흡수체에 비해 초박형이어서 실용성이 높고 고성능화됨을 알았다. 본 논문에 제시한 초박형화 전파흡수체는 전자회로 및 회로부품으로부터 방사되는 전자파를 억제하거나 효율적으로 흡수하여 정보통신기술의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권6호
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• pp.34-42
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• 2000

우수한 성능을 가지며 소형${\cdot}$경량인 무선통신기기를 구현하기 위해서는 GHz 대의 고주파수에서 동작하는 소형 RF chip 인덕터의 개발은 중요한 연구분야가 되어왔다. 또한 최근 많이 사용되는 자성 ferrite core 재료는 300MHz 이상의 주파수영역에서 자화율이 급속하게 감소하여 고성능 RF chip 인덕터 개발에 큰 장애가 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 비정질 $Al_2O_3$ 코아 재료를 응용한 단순 solenoid 형태의 소형${\cdot}$고성능 RF chip 인덕터를 연구하였다. Cu를 코일 (직경=40${\mu}m$)로 사용하였고 인덕터 크기는 $2.1mm{\times}1.5mm{\times}1.0mm$였다. 외부 전류원은 코일의 양단을 코아 가장자리에 적층된 Au 막에 본딩시킨 후 인가되었다. 코아의 성분은 EDX를 사용하여 분석하였다 개발된 인덕터의 인덕턴스 (L), quality factor (Q), 인피던스(Z)등의 주파수 특성은 RF impedance/Material Analyzer (HP16193A test fixture가 장착된 HP4291B)로 측정되었다. 인덕터들의 인덕턴스 값은 22 nH ~ 150 nH 범위를 가지며, 이들의 자기공진주파수 (SRF)는 1~3.5GHz 영역을 나타낸다. 또한 자기공진주파수가 증가함에 따라 인덕턴스 값이 감소하는 경향을 보이고 있다. 임피던스는 공진주파수에서 최대 값을 가지며 Q-factor의 값은 500 MHz ~ 1.5 GHz 주파수 범위에서 최대 70~97까지 얻어졌다.