• Journal of IKEEE
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• v.22 no.1
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• pp.180-184
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• 2018

Gallium oxide ($Ga_2O_3$) and silicon carbide (SiC) are the material with the wide band gap ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV). These electronic properties allow high blocking voltage. In this work, we investigated the characteristic of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical depletion-mode metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. We demonstrated that the blocking voltage and on-resistance of vertical DMOSFET is dependent with structure. The structure of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical DMOSFET was designed by using a 2-dimensional device simulation (ATLAS, Silvaco Inc.). As a result, 4H-SiC and $Ga_2O_3$ vertical DMOSFET have similar blocking voltage ($Ga_2O_3-1380V$, SiC-1420 V) and then when gate voltage is low, $Ga_2O_3-DMOSFET$ has lower on-resistance than 4H-SiC-DMOSFET, however, when gate voltage is high, 4H-SiC-DMOSFET has lower on-resistance than $Ga_2O_3-DMOSFET$. Therefore, we concluded that the material of power device should be considered by the gate voltage.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.157-157
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• 2009

$BaTiO_3$를 기본조성으로 하는 PTC 써미스터는 Curie 온도이상에서 저항이 급격히 상승하는 반도성 전자세라믹스로서 degaussing 소자, 정온 발열체, 온도센서, 전류 제한 소자 등 상업적으로 폭넓게 사용되고 있다. 본 소자는 소결온도, 소결 및 열처리 분위기, 불순물, 첨가제 등의 제조공정상의 인자들과 기공률, 결정립 크기 등이 복합적으로 작용하여 PTCR 특성이 크게 영향을 받기 때문에 제조하기에 무척 까다로운 소자로 알려져 있다. 특히 과전류 보호 소자용으로 사용하기 위해서는 상온 비저항을 크게 낮추어야 하며 이에 대한 연구가 계속 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiO2을 0.5~10 at%로 달리한 조성으로 환원 분위기에서 소결하고 공기 중에서 재산화 처리하여 재료의 PTC 특성에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 소정의 조성을 선택하여 $1180^{\circ}C{\sim}1240^{\circ}C$에서 2시간 동안 환원분위기에서 소결하고, $800^{\circ}C$에서 1 시간 공기 중에서 재산화 처리한 후 R-T 특성을 측정하여 SiO2 함량에 따른 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과 SiO2의 함량이 증가할수록 상온 저항은 낮아지다가 3.0 at% 이상으로 첨가할 경우 급격히 상승하는 경향을 나타내었다. 특히 SiO2를 1.0~3.0 at% 일 때 우수한 PTC 특성을 가졌다. $1180^{\circ}C$에서는 소결 밀도가 낮아 상온 비저항이 크게 높았지만, $1200^{\circ}C{\sim}1220^{\circ}C$에서는 정상 입성장이 나타나면서 일반적인 PTC 특성을 가졌지만, $1240^{\circ}C$ 이상에서는 공정 액상이 형성되어 비정상 입성장이 일어나 상온 비저항이 크게 낮아졌다. 한편 점핑비-log(Rmax/Rmin)는 SiO2 함량이 증가할수록 높아지다가 3.0 at% 이상에서는 낮아짐을 확인하였다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.27 no.3
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• pp.253-260
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• 2016

This paper proposes a planar Log-Periodic Dipole Array(LPDA) antenna with light-weight supporting structure for installing on an aircraft. The proposed antenna is designed by applying a planar skeleton supporting structure that has light-weight for an aircraft and is capable of withstanding structural vibration. The material of the planar skeleton supporting structure is a Polyether ether ketone(Peek) which has excellent characteristics on strength and temperature. The proposed antenna is fabricated by attaching the radiating elements of the LPDA on both sides of the supporting structure. The changed input impedance due to the dielectric material of the supporting structure was compensated for by controlling the distance and length of several radiating elements. The 10-dB return loss bandwidths of the designed planar LPDA antenna with light-weight supporting structure are obtained as 0.4~3.1 GHz(7.3:1) in the simulation and 0.41~3.5 GHz(8.2:1) in the measurement. The average gains in 0.5~3 GHz band are 6.77 dBi in the simulation and 6.55 dBi in the measurement. Therefore, we confirm that the designed antenna is appropriate to be installed on an aircraft due to its light-weight structure and wideband directional radiation characteristics.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.49 no.1
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• pp.44-49
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• 2017

Subcritical water extraction can be used to selectively extraction compounds by varying the temperature-dependent dielectric constant of water. This study investigated subcritical water extraction of decursin and nodakenin yields from Angelica gigas Nakai (AN) quantitatively and qualitatively by HPLC, and HPLC-ESI/MS. Total phenolics, total flavonoid contents, and antioxidant activity were determined by DPPH and ABTS radical scavenging activity, including the effects of varying the extraction conditions of temperature ($110-200^{\circ}C$) and time (1-20 min) under high pressure (10 MPa). By subcritical water extraction under operating conditions of $120-130^{\circ}C$, the maximum yields of decursin ($6.64{\pm}0.42%$ in the dried material) and nodakenin ($3.71{\pm}0.28%$ in the dried material) were obtained. From $190-200^{\circ}C$ the maximum yields of total phenolics ($75.97{\pm}1.64mg$ gallic acid equivalent/g AN), flavonoids ($8.56{\pm}1.10mg$ quercetin equivalent/g AN), DPPH ($63.07{\pm}1.71%$), and ABTS ($72.32{\pm}2.82%$) were obtained.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.8
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• pp.222-227
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• 2020

Pb(Zr,Ti)O₃(denoted as PZT) in the perovskite phase is used as a dielectric, piezoelectric, and super appetizer material owing to its ferroelectric properties. A PZT film was formed by an RF magnetron sputtering process by preparing a target composed of Pb_1.3(Zr_0.52Ti_0.48)O₃. The PZT film was formed by dividing the material into a mono-layer PZT produced continuously with the same sputtering power and a bi-layer PZT produced with two-stage sputtering power. The bi-layer PZT consisted of a lower layer produced under low-power sputtering conditions and an upper layer produced under the same conditions as the mono-layer PZT. XRD revealed small amounts of pyrochlore phase in the mono-layer PZT, but only the perovskite phase was detected in the bi-layer PZT. SEM and AFM revealed the upper part of the bi-layer PZT to be more compact and smooth. Moreover, the bi-layered PZT showed superior symmetry polarization and a significantly reduced leakage current of less than 1×10-5 A/cm². This phenomenon observed in bi-layer PZT was attributed to the induction of growth into a pure perovskite phase by suppressing the formation of a pyrochlore phase in the upper PZT layer where the densely formed lower PZT layer was produced sequentially.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.3
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• pp.15-24
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• 2018

As electromagnetic waves are affected by electrical conductivity or permittivity, they are widely used to evaluate geotechnical characteristics. In this study, a probe for measuring electromagnetic waves using a time domain reflectometry is manufactured to evaluate heavy metal concentration in saline water. In the experiments, a copper is used as a heavy metal, and a probe is demonstrated with the concentration of copper. Solutions were set for 8 different copper concentration (0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 5, 10 mg/L) in saline water with 3% salinity. The probe is coated by electrical insulating materials such as epoxy, top-coat, varnish, acrylic paint, heat-shrinkage tube to measure electromagnetic waves in saline water. The measured signals are compared according to coating material. As results, for probes coated with acrylic paint and heat-shrinkage tube, signal variation is not detected. For epoxy, top-coat, and varnish coated probes, the voltage decreases with an increase of copper concentration. Probes coated by epoxy at once and top coat can estimate under 5 mg/L of copper concentration and the probe coated by epoxy twice can estimate over 5 mg/L of copper concentration. This study shows that the probe using the time domain reflectometry can be used to evaluate the concentration of heavy metal in saline water by coating the probe with insulating material.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.611-614
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• 2004

[ $Ba(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ ] (BZN) 세라믹스의 소결 온도는 약 $1350^{\circ}C$ 이다. 그러나 $B_2O_3$가 첨가된 경우, BZN 세라믹스는 $900^{\circ}C$에서 소결되었다. $BaB_4O_7$, $BaB_2O_4$ 그리고 $BaNb_2O_6$ 이차상이 $B_2O_3$가 첨가된 BZN 세라믹스에서 관찰되었다. $BaB_4O_7$과 $BaB_2O_4$ 이차상은 약 $900^{\circ}C$에서 공정 온도를 가지기 때문에 $B_2O_3$를 첨가한 BZN 세라믹스론 $900^{\circ}C$에서 소결하는 동안 액상으로 존재할 것으로 여겨지며, 그것이 BZN 세라믹스의 소결온도를 낮출 것으로 생각된다. 소결 온도의 증가에 따라 유전 상수 ($\varepsilon_r$)와 품질 계수 ($Q{\times}f$)의 값은 증가하였는데, 이는 밀도의 증가에 기인한다. 그러나 $B_2O_3$의 첨가량이 많은 경우 Q 값은 감소하는데, 이는 이차상의 존재가 품질계수의 저하를 초래한다고 생각된다. 2.0 mol% $B_2O_3$가 첨가된 BZN 세라믹스를 $950^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결하는 경우, $Q{\times}f$=13.600 GHz, $\varepsilon_r$=37.6 그리고 공진 주파수 온도계수 ($\tau_f$) = 19 ppm/$^{\circ}C$의 유전특성을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.306-306
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• 2010

21 세기는 언제, 어디에서, 누구나가 정보를 자유롭게 염가에 이용할 수 있는 유비쿼터스 정보사회가 될 것으로 예상하고 있다. 이러한 유비쿼터스 사회가 실현되기 위해서는 필연적으로 대두되고 있는 과제가 에너지 공급원의 문제이다. 휴대용 전자제품이나 소형 에너지 공급원으로 지금까지 주로 전지가 사용되어 왔지만 이것들은 교환 및 충전이 불가피하다. 이러한 불편함을 개선하기위해 교환과 충전이 불필요하거나 아주 장시간동안 공급해주는 형태의 에너지 공급원의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 에너지 공급원으로 최근에 많은 연구가 되고 있는 것이 주위의 환경으로부터 버려지는 에너지를 수확(harvesting)하여 전력으로 변환하는 에너지 하베스팅 (energy harvesting)기술이 연구 개발되고 있다. 에너지 하베스팅 응용을 위해서 사용되어지는 압전 세라믹스는 전압출력계수 ($g_{33}$)가 커야하는데 이것은 압전상수 ($d_{33}$)와 유전상수 (${\varepsilon}_{\tau}$)의 값에 영향을 받는 것으로 알려져있다. 그 중에서 우수한 전기적 특성 때문에 PZT를 기반으로 하는 압전 세라믹스가 사용되어져왔다. 그러나 Pb의 높은 유독성과 Pb를 포함하는 제품들의 처분문제들로 인해 제조에 관한 많은 문제점들을 지니고있다. 그리하여, Pb를 포함하지 않는 Pb-free계에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 다양한 Pb-free계 후보자들 가운데 $K_{0.5}Na_{0.5}NbO_3$ (KNN)는 높은 큐리온도와 좋은 강유전 특성 및 압전특성 때문에 PZT를 대체할 가장 장래성있는 대안들 중의 하나로 고려되고 있다. 그러나 고온에서 알칼라인 원소들의 높은 휘발성 때문에 보통의 소결공정으로는 소결이 잘되고 치밀한 세라믹스를 얻기가 어렵다. 많은 연구에서 KNN 세라믹스의 소결성을 개선하기 위하여 강유전 또는 반강유전체인 $SrTiP_3$와 $LiTaO_3$를 고용체 형성에 포함시키고 또한 $K_4CuNb_8O_{23}$, $MnO_2$, CuO등과 같은 소결조제를 첨가하여 압전 특성과 소결성을 개선시켰다. 따라서 본 연구에서는 비화학양론적 (1-X)[$[(K_{0.5}Na_{0.5}]_{0.97}(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3]$ + 0.008CuO + 0.2wt% $Ag_2O$ + X $CeMnO_3$의 조성을 사용하여 A사이트와 B 사이트에 각각 Ce이온과 Mn 이온의 치환량을 변화하여 그에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.431-432
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• 2012

In the era of 20 nm scaled semiconductor volume manufacturing, Microelectronics Manufacturing Engineering Education is presented in this paper. The purpose of microelectronic engineering education is to educate engineers to work in the semiconductor industry; it is therefore should be considered even before than technology development. Three Microelectronics Manufacturing Engineering related courses are introduced, and how undergraduate students acquired hands-on experience on Microelectronics fabrication and manufacturing. Conventionally employed wire bonding was recognized as not only an additional parasitic source in high-frequency mobile applications due to the increased inductance caused from the wiring loop, but also a huddle for minimizing IC packaging footprint. To alleviate the concerns, chip bumping technologies such as flip chip bumping and pillar bumping have been suggested as promising chip assembly methods to provide high-density interconnects and lower signal propagation delay [1,2]. Aluminum as metal interconnecting material over the decades in integrated circuits (ICs) manufacturing has been rapidly replaced with copper in majority IC products. A single copper metal layer with various test patterns of lines and vias and $400{\mu}m$ by $400{\mu}m$ interconnected pads are formed. Mask M1 allows metal interconnection patterns on 4" wafers with AZ1512 positive tone photoresist, and Cu/TiN/Ti layers are wet etched in two steps. We employed WPR, a thick patternable negative photoresist, manufactured by JSR Corp., which is specifically developed as dielectric material for multi- chip packaging (MCP) and package-on-package (PoP). Spin-coating at 1,000 rpm, i-line UV exposure, and 1 hour curing at $110^{\circ}C$ allows about $25{\mu}m$ thick passivation layer before performing wafer level soldering. Conventional Si3N4 passivation between Cu and WPR layer using plasma CVD can be an optional. To practice the board level flip chip assembly, individual students draw their own fan-outs of 40 rectangle pads using Eagle CAD, a free PCB artwork EDA. Individuals then transfer the test circuitry on a blank CCFL board followed by Cu etching and solder mask processes. Negative dry film resist (DFR), Accimage$^{(R)}$, manufactured by Kolon Industries, Inc., was used for solder resist for ball grid array (BGA). We demonstrated how Microelectronics Manufacturing Engineering education has been performed by presenting brief intermediate by-product from undergraduate and graduate students. Microelectronics Manufacturing Engineering, once again, is to educating engineers to actively work in the area of semiconductor manufacturing. Through one semester senior level hands-on laboratory course, participating students will have clearer understanding on microelectronics manufacturing and realized the importance of manufacturing yield in practice.