본 논문에서는 가요성(flexible) 있는 영차 공진 안테나를 제안하였다. 안테나의 성능을 결정하는 본 논문의 위상 상수는 영차 공진일 때 기판의 변형에 독립적이다. Composite right/left-handed(CRLH) 전송 선로를 영차 공진 현상을 실현하기 위해 coplanar waveguide technology(CPW)를 기반으로 구현되었다. CRLH는 병렬 인덕턴스와 직렬 캐패시턴스를 추가함으로써 메타 물질로 구현된다. 추가적인 회로 변수를 만들기 위해 칩 인덕터와 갭 캐패시터가 각각 추가되었다. 제안된 ZOR 안테나는 대역폭 6.5 %와 최대 이득 0.69~1.39 dBi으로 좋은 성능을 보인다. 시뮬레이션과 측정 결과를 통해서 곡면의 지름이 서로 다른 각각 30, 50, 70 mm 뿐만 아니라 평면일 때 공진 주파수와 방사 패턴이 거의 변하지 않았음을 보였다.
In this paper, matching characteristic of MIM (metal-insulator-metal) capacitor with $Al_2O_3/HfO_2/Al_2O_3$ (AHA) structure is analyzed. The floating gate capacitance measurement technique (FGMT) was used for analysis of matching characteristic of the MIM capacitors in depth. It was shown that matching coefficient of AHA MIM capacitor is 0.331%${\mu}m$ which is appropriate for application to analog/RF integrated circuits. It was also shown that the matching coefficient has a more strong dependence on the width than length of MIM capacitor.
본 논문은 출력 포트 사이의 물리적인 분리와 전기적 격리도를 개선시킨 비대칭 분배기기의 설계와 성능을 나타낸 것이다. 이 분배기는 입력 포트와 연결된 두 개의 ${\lambda}/4$ 전송선로의 중앙에 격리소자 저항 $18{\Omega}$과 캐패시터 0.7 pF를 직렬로 연결하여 출력 포트 사이에 격리도를 높였고, 출력 포트가 다른 회로에 연결이 쉽도록 하는 설계 방법을 제시하였다. 이러한 설계는 출력포트의 격리도를 물리적으로 향상시켜주며, 이 분배기와 다른 회로가 연결 될 때 별도의 전송선로가 필요 없이 연결할 수 있는 특징을 갖고 있다. 이러한 특성을 확인하기 위하여 중심 주파수 2 GHz에서 4:1 비대칭 분배기를 설계하였고 측정된 결과는 반사계수가 17 dB 이상, 삽입손실은 1.5 dB 와 7.7 dB, 그리고 격리도는 18 dB 이상 특성을 얻었다. 이러한 전기적 특성은 시뮬레이션 결과와 일치함을 확인하였다.
본 논문에서는 E형 적층패치를 이용하여 4세대 이동통신(IMT-Advanced) AccessPoint용 광대역 안테나의 설계 및 제작에 관한 연구를 하였다. E형 패치는 전류의 이동경로를 길게하여 소형화 및 광대역화 할 수 있었으며, 동축 프로브의 인덕터 성분이 슬롯에 의한 캐패시터 성분을 보상하여 더욱 광대역하된 안테나를 제작할 수 있었다. E형 단일패치 안테나는 13%(510[MHz])의 임피던스 대역폭을 얻었으며, 첫 번째 패치의 위에 두 번째 패치를 적충함으로써 56%(2060[MHz])의 임피던스 대역폭을 얻을 수 있었다. 최종 제작된 안테나는 3.23 ${\sim}$ 5.29[GHz] 대역에서 -10dB 이하의 양호한 반사손실과 9.6dBi 이상의 높은 이득을 얻을 수 있었다.
Amorphous $BaTi_4O_9$ ($BT_4$) film was deposited on Pt/Si substrate by RF magnetron sputter and their dielectric properties and electrical properties are investigated. A cross sectional SEM image and AFM image of the surface of the amorphous $BT_4$ film deposited at room temperature showed the film was grown well on the substrate. The amorphous $BT_4$ film had a large dielectric constant of 32, which is similar to that of the crystalline $BT_4$ film. The leakage current density of the $BT_4$ film was low and a Poole-Frenkel emission was suggested as the leakage current mechanism. A positive quadratic voltage coefficient of capacitance (VCC) was obtained for the $BT_4$ film with a thickness of <70 nm and it could be due to the free carrier relaxation. However, a negative quadratic VCC was obtained for the films with a thickness ${\geq}96nm$, possibly due to the dipolar relaxation. The 55 nm-thick $BT_4$ film had a high capacitance density of $5.1fF/{\mu}m^2$ with a low leakage current density of $11.6nA/cm^2$ at 2 V. Its quadratic and linear VCCs were $244ppm/V^2$ and -52 ppm/V, respectively, with a low temperature coefficient of capacitance of $961ppm/^{\circ}C$ at 100 kHz. These results confirmed the potential suitability of the amorphous $BT_4$ film for use as a high performance metal-insulator-metal (MIM) capacitor.
한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 일렉트렛트 및 응용기술
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pp.47-52
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2002
A processing method is developed for preparing sol-gel derived $Pb(Zr_{1-x}Ti_x)O_3$ (x=0.5) thin films on Pt-Ir($Pt_{80}Ir_{20}$)-alloy substrates. The as-deposited layer was dried on a plate in air at $70^{\circ}C$. And then it was baked at $1500^{\circ}C$, annealed at $450^{\circ}C$ and finally annealed for crystallization at various temperatures ranging from $580^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ for 1hour in a tube furnace. The thickness of the annealed film with three layers was $0.3{\mu}m$. Crystalline properties and surface morphology were examined using X-ray diffractometer (XRD). Electrical properties of the films such as dielectric constant, C-V, leakage current density were measured under different annealing temperature. The PZT thin film which was crystallized at $600^{\circ}C$ for 60minutes showed the best structural and electrical dielectric constant is 577. C-V measurement show that $700^{\circ}C$ sample has window memory volt of 2.5V and good capacitance for bias volts. Leakage current density of every sample show $10^{-8}A/cm^2$ r below and breakdown voltage(Vb) is that 25volts.
본 논문은 APDP(Anti-Parallel Diode Pair)를 이용한 3체배기로서 출력단에 기존의 Coupled line BPF가 아닌 낮은 삽입손실과 작은 회로사이즈를 갖는 새로운 구조의 BPF를 제안하였다. 이 제안된 구조의 BPF는 인터디지털 캐패시터와 나선형 개방 스터브로 구성되어 있다. 제안된 BPF만의 삽입손실은 대역$(16.41{\sim}19.23GHz)$내에서 0.7dB이하의 특성을 나타내었다. 3체배기의 변환손실은 기본주파수 $5.72{\sim}6.28GHz$에서 약$16.6{\sim}18.5dB$(평탄도 ${\pm}1dB$)의 특성을 얻었으며 6GHz에서 기본주파수와 5차 고조파 억압특성은 각각 -32.16dBc와 -44.6dBc의 특성을 보였으며, 위상잡음 감쇠특성은 약 9.5dB@100kHz의 특성을 나타내었다.
펄스레이저 증착법(이하 PLD)을 이용하여 마이크로파 유전체 소자 및 절연 산화막으로의 응용을 위한 MgTiO3 박막을 다양한 기판상에서 증착하였다. 사파이어 기판에 (a,c-plane Al2O3) 성장된 MgTiO3 박막은 에피텍셜 성장(epitaxial growth)이 되었으며, SiO2/Si 및 Pt/Ti/Si 기판위세 성장된 MgTiO3 박막의 경우 003방향으로 배향(oriented) 되었다. MgTiO3 박막은 450~75$0^{\circ}C$까지 기판온도를 변화시키면서 증착시켰으며, 증착시 산소분압은 50~200 mTorr로 변화시켰다. PLD 증착시 타켓에 조사된 레이저 에너지 밀도는 약 2J/cm2였으며, MgTiO3 박막 증착후 200Torr O2 분위기에서 상온까지 1$0^{\circ}C$/min 의 속도로 냉각시켰다. 사파이어 c-plane 상에서 일머나잇(ilminite) MgTiO3 구조가 55$0^{\circ}C$ 에피텍셜 성장하는 것을 관찰할 수 있었으며, 사파이어 a-plane 상에서는 MgTiO3 구조가 $650^{\circ}C$ 이상부터 110방향으로 배향되며 성장하였다. $600^{\circ}C$ 이상에서 c-축으로 배향된 구조를 갖고 있었다. 증착된 MgTiO3 박막의 조성분석(stoichio metric analysis)을 위해 RBS 분석을 수행하여, 증착에 이용된 타켓과 동일한 조성을 갖는 MgTiO3 박막이 성장된 것을 확인할 수 있었다. 사파이어 기판상에 증착된 MgTiO3 박막은 가시영역에서 투명하였으며, 약 270nm 파장을 갖는 영역에서 급격한 흡수단을 보였다. 이때의 MgTiO3 박막은 AFM 분석을 통해 약 0.87mn rms roughness 값을 갖는 매우 평탄한 표면구조를 갖고 있는 것을 확인하였다. MIM(Pt/MgTiO3/Pt) 구조의 캐패시터를 형성시켜 MgTiO3 박막의 유전특성(dielectric properties)을 관찰하였다. PLD로 성장된 MgTiO3 박막의 유전율(relative dielectric constant)은 약 22였으며, 1MHz에서 약 1.5%의 유전손실(dielectirc loss) 값을 보였다. 또한 이때 MgTiO3 박막은 낮은 유전분산값을 보였다.
In this work, $IrO_2$thin films as bottom electrode of ferroelectric capacitors were deposited and characterized. The $IrO_2$films deposited in the conditions of 25, 40 and 50% oxygen ambient by sputtering method were annealed at 600, 700 and $800^{\circ}C$, respectively. It was found that the crystallinity and the surface morphology of $IrO_2$films affected the surface properties and electrical properties of SBT thin films prepared by the MOD method. With increasing temperature, the crystallinity and the roughness of $IrO_2$films were also increasing. This increasing of roughness degraded the surface properties and electrical properties of SBT films. We found an optimum condition of $IrO_2$films as bottom electrode for ferroelectric capacitor at 50% oxygen ambient and $600^{\circ}C$ annealing temperature. Electrical characterizations were performed by using$ IrO_2$bottom electrodes grown at an optimum conditions. The remanent polarization ($P_{r}$) of the Pt/SBT/$IrO_2$/$SiO_2$/Si structure was 2.75 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V. The leakage current density was $1.06${\times}$10^{-3}$ A/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V.
$TiO_2$ thin films for high energy density capacitors were prepared by r.f. magnetron sputtering at room temperature. Flexible PET (Polyethylene terephtalate) substrate was used to maintain the structure of the commercial film capacitors. The effects of deposition pressure on the crystallization and electrical properties of $TiO_2$ films were investigated. The crystal structure of $TiO_2$ films deposited on PET substrate at room temperature was unrelated to deposition pressure and showed an amorphous structure unlike that of films on Si substrate. The grain size and surface roughness of films decreased with increasing deposition pressure due to the difference of mean free path. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis revealed the formation of chemically stable $TiO_2$ films. The dielectric constant of $TiO_2$ films was significantly changed with deposition pressure. $TiO_2$ films deposited at low pressure showed high dissipation factor due to the surface microstructure. The dielectric constant and dissipation factor of films deposited at 70 mTorr were found to be 100~120 and 0.83 at 1 kHz, respectively. The temperature dependence of the capacitance of $TiO_2$ films showed the properties of class I ceramic capacitors. $TiO_2$ films deposited at 10~30 mTorr showed dielectric breakdown at applied voltage of 7 V. However, the films of 500~300 nm thickness deposited at 50 and 70 mTorr showed a leakage current of ${\sim}10^{-8}{\sim}10^{-9}$ A at 100 V.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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