• 제목/요약/키워드: Permittivity

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Improvement of Depth Profiling Analysis in $Hf_xO_y/Al_xO_y/Hf_xO_y$ structure with Sub 10 nm by Using Low Energy SIMS

  • 이종필;박상원;최근영;박윤백;김호정;김창열
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.162-162
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    • 2012
  • Sub 100 nm의 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) 소자를 구동하기 위해서는 2.0 nm 이하의 $SiO_2$ oxide에 해당하는 전기적 특성이 요구된다. 그러나 2.0 nm 이하의 $SiO_2$에서는 누설 전류가 너무 크기 때문에 이를 대체하기 위해서 유전 상수 (dielectric permittivity)가 높은 $HfO_2$ (${\varepsilon}=25$), $Al_2O_3$, $HfO_2/Al_2O_3$ laminate 등의 high-k dielectric 물질들이 연구되고 있다[1]. High-k dielectric 물질의 전기적 특성은 박막 조성, 두께 및 전극과의 계면에 생성되는 계면 층이나 불순물(Impurity) 거동에 크게 의존하므로 High-k dielectric/전극(Metal or Si) 구조에서 조성 및 불순물의 거동에 대한 정확한 평가가 주요 쟁점으로 부각되고 있다. 이를 평가하기 위해 일반적으로 $Ar^+$ ion에 의한 depth profiling 분석이 진행되나 Oxygen 원자의 선택적 식각에 기인된 분석 깊이 분해능(Depth Resolution) 왜곡으로 계면 층의 형성이나 불순물의 거동을 정확하게 평가할 수 없다. 이러한 예로는 $Ta_2O_5$$SrBi_2Ta_2O_9$와 같은 다 성분 계 산화막에 $Ar^+$ ion 주사 시 발생하는 선택적인 식각(Preferential Sputtering) 때문에 박막의 실제 조성 및 거동을 평가하는 것은 어렵다고 보고된 바 있다[2,3]. 본 연구에서는 $90{\AA}$인 적층 $Hf_xO_y/Al_xO_y/Hf_xO_y$ 구조에서의 불순물 거동 분석 능력 확보 상 주요 인자인 깊이 분해능 개선을 Secondary Ion Mass Spectroscopy(SIMS)의 primary ion 종, impact energy 및 주사 각도를 변화시켜 ~1 nm 수준까지 구현하였다. 이러한 분석 깊이 분해능의 개선은 Low Impact Energy, 입사 이온의 glancing angle 및 Cluster ion 적용에 의존하며 이들 요인의 효과에 대해 비교/고찰하고자 한다.

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가유전체 기판을 이용한 비대칭 브랜치 라인 커플러의 설계 (Design of A Asymmetric Branch Line Coupler Using Artificial Dielectric Substrate)

  • 임종식;이재훈;권경훈;안달
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.2319-2324
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    • 2012
  • 본 논문에서는 가유전체 기판구조를 이용한 비대칭 브랜치 라인 커플러의 설계에 대하여 기술한다. 가유전체 기판구조에서는 주기적으로 다수의 비어홀들이 삽입되므로 등가적으로 유효유전율과 유효투자율이 증가하여, 여기에 전송선로를 구현할 경우 표준형 선로에 비하여 동일한 전기적 길이일 때 물리적 길이와 선폭이 감소하게 된다. 이런 특성을 이용하여 초고주파 회로들을 소형화하여 설계할 수 있는데, 본 논문에서는 2GHz대에서 동작하는 3:1 비대칭 브랜치 라인 커플러를 소형화하여 설계하는 것에 대하여 기술한다. 설계된 커플러는 표준형 전송선로를 이용하여 설계한 회로에 비하여 동일한 성능을 가지면서 약 53.4%의 크기를 갖는다. 비대칭 전력 분배 비율이 시뮬레이션과 측정 데이터에서 잘 일치하고 있으며, 측정된 손실도 불과 0.2dB 이내로 매우 적다.

Temperature Coefficient of Dielectric Constant in CaTiO3-A(B′, B″)O3 Microwave Dielectric Ceramics (A=Ca, La, Li, B′=Al, Fe, Mg, B″=Nb, Ta)

  • Kim, Jeong-Seog;Cheon, Chae-Il;Park, Chan-Sik;Byun, Jae-Dong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.925-930
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    • 2003
  • The dielectric polarizability-related factors contributing to the $\tau$$_{\varepsilon}$ have been analysed in terms of dielectric permittivity $\varepsilon$, Tolerance Factor (TF), and octahedron tilt angles in (1-x)CaTi $O_3$-x[A(B', B″) $O_3$] (A=Ca, La, Li, B'=Al, Fe, Mg, B″=Nb, Ta) and (S $r_{0.2}$C $a_{0.8}$)( $Ti_{1-x}$ Z $r_{x}$) $O_3$. All the compounds have the orthorhombic Pbnm structure except the end members A(B', B″) $O_3$ and the solid solutions of x$\geq$0.8. The additional dipole field effect is suggested as a dominant factor contributing to $\tau$$_{\varepsilon}$ in CaTi $O_3$-based ceramics having relatively large $\varepsilon$, which has not been generally considered in the previous reports dealing with the $\tau$$_{\varepsilon}$. This study has been focussed on delineating the dipole field effect on the $\tau$$_{\varepsilon}$ in comparison to the octahedron tilt effect in CaTi $O_3$-based ceramics.cs..cs.

휴대폰 전자파에 노출된 두부내 SAR 저감을 위한 전자파 흡수체 적용 방법 연구 (An Applicable Method of an Electromagnetic Wave Absorber for SAR Reduction in the Human Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Cellular Phone)

  • 이윤경;백락준;홍진옥;육재림;윤현보
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.884-890
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    • 2003
  • 본 논문은 휴대폰 전자파에 노출된 항부에서 SAR 값을 저감하기 위하여 전자파 흡수체를 단말기 표면에 부착하여 해석 및 측정하였다. 개발된 전자파 흡수체는 Mn-Zn계로 구성되었으며, 유전율은 7.30-j0.05 이고, 투자율은 2.20-j1.55이다 전자파 흡수체 부착에 의한 SAR 값은 비선형 FDTD 알고리즘을 적용하여 계산하였으며, 동작주파수 835 MHz에서 phantom 모델을 제작하여 SAR 값을 측정하였다. 그 결과, 전자파 흡수체 부착에 의한 SAR 값은 약 18 % 감소하였고, 안테나의 정재파비 및 패턴은 기존의 것과 거의 일치하였으며, 이득은 약 0.3 dB 감소하였다. 그러나 휴대폰의 수신감도는 전반적으로 약 1 dB 향상되었다.

종양 조직의 유전율 특성 (The Dielectric Properties of Cancerous Tissues)

  • 유돈식;김봉석;최형도;이애경;백정기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.566-573
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    • 2002
  • 본 논문에서는 병리학적 생체조직을 생체 이종이식(Xenograft) 방법으로 배양하여 생체조직의 전자기적 특성을 분석하였다. 다 자란 암 조직을 측정하기 직전에 살아있는 누드 마우스에서 적출하여 측정에 사용하였기 때문에 측정에 사용된 종양이 살아있는 조직과 거의 유사한 상태를 유지할 수 있었다. 신선한 사람의 종양 조직을 사용하여 측정된 본 논문의 결과는 높은 신뢰성을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 뇌종양, 대장암, 위암, 유방암 등 4종의 암 조직의 유전율 값을 45 MHz - 5 GHz대역에서 측정하였다. 유전율 측정을 위해 모두 58개의 이종이식방법으로 배양된 암 조직이 사용되었다. 측정값을 비교, 분석하였을 때 암 조직들은 종류에 관계없이 거의 유사한 유전율 값을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 암 조직의 유전율 값을 정상조직의 유전율 값과 비교해 본 결과, 위암 조직을 제외하고는 암 조직의 유전율 값이 뇌종양, 대장암, 유방암 조직 모두에서 정상조직에 비해 측정 주파수 대역에서 높은 값을 가졌다.

휴대폰 전자파와 인체의 상호 영향 및 뼈 유사 물질 합성 연구 (Electromagnetic Interactions between a Cellular Phone and the Human Body and Synthesis of a Bone-Equivalent Material)

  • 윤용섭;김인광;전중창;박위상
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.277-290
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    • 1999
  • 유한차분 시간영역 수치해석 기법을 사용하여 휴대폰과 인체 간의 전자파 결합 현상을 시율레이션하였고, 인체 두부의 모형을 제작하기 위한 생체 뼈 유사 물질의 합성에 관한 연구를 수행했다. 휴대폰 모형을 제작 하여 자유 공간에서 안테나 반사계수 및 복사 패턴을 측정하였다. 인체와 안테나 사이의 거리를 매개 변수로 하여 안테나의 입력 임피던스, 반사계수, 복사 패턴, 효율, 그리고 인체 두부의 전력 홉수량을 계산하였다. 인 체 근접 효과에 의하여 안테나 공진 주파수가 약 12 %까지 감소되었으며, 출력이 0.6W일 때, 두부와 안테나 사이의 거리가 30mm이상 떨어져 있을 경우, l-g 평균 최대 SAR가 ANSVIEEE 안전 기준인 1.6 W /kg 이 하로 계산되었다. 뼈 유사 물질의 합성에는 에폭시, 응고제, 그리고 흑연 분말을 기본 물질로 하고, 전도도를 제어하기 위해 소량의 전도성 에폭시를 첨가하였다. 850 MHz에서 비유전율이 18.04, 전도도가 0.347로서 생체 뼈의 특성에 매우 근접하는 시료가 합성되었음을 보였다.

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WLAN 노치 대역 특성을 갖는 UWB 육각형 패치 안테나 (Design of UWB Hexagon Patch Antenna with WLAN Notch Band Characteristic)

  • 김영진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권1호
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    • pp.286-290
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    • 2017
  • 본 논문에서는 노치 대역 특성을 갖는 UWB 육각형 패치 안테나를 제안하였다. 노치 대역은 WLAN의 5.15 ~ 5.85 GHz 대역이며, 원형 슬릿을 패치에 삽입하여 유도하였다. 제안된 안테나의 임피던스 대역폭은 3.1 ~ 11.85 GHz 대역으로 UWB 통신 시스템의 대역폭을 만족하였으며, 5.2 ~ 5.8 GHz 대역에서 노치 대역 특성을 보였다. 안테나의 방사패턴은 XZ-plane에서 $0^{\circ}$$180^{\circ}$에서 지향성의 패턴을 보이며, YX-plane에서 무지향성 패턴을 보인다. 또한, 주파수가 증가할수록 안테나 이득도 증가하며, 노치 대역 구간에서는 안테나 이득이 감소하였다. 제안된 안테나는 두께 1.62 mm, 손실 탄젠트 0.0035, 유전율 4.5를 갖는 TRF-45 기판에 설계되었으며, 설계는 Ansys사의 HFSS를 사용하였다.

수열합성법에 의한 정방정 BaTiO3 분말의 생성속도 및 유전특성 (Formation Rate of Tetragonal BaTiO3 Powder by Hydrothermal Synthesis and its Dielectric Property)

  • 이종현;최용각;원창환;김채성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.628-634
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    • 2002
  • 수열합성법에 의한 정방정 BaTiO$_3$ 분말의 생성속도 및 유전특성에 대해서 연구하였다. 초미립 BaTiO$_3$분말의 합성을 위한 출발물질로는 Ba(OH)$_2$. 8$H_2O$, TiO$_2$(anatase)가 사용되었으며, 광화제로써 KOH가 사용되었다. 수열합성은 20$0^{\circ}C$의 온도에서 1~168시간동안 이루어 졌으며, 정방정상으로의 상전이를 관찰하기 위하여 1100~130$0^{\circ}C$의 온도로 하소처리 하였다. 최적의 조건(20$0^{\circ}C$에서 168시간동안 수열합성 된 분말을 120$0^{\circ}C$에서 3시간 하소한 분말)에서 얻어진 분말은 0.5~0.7$mu extrm{m}$ 정도의 분말이었으며, 유전특성 평가결과 고유전율 재료로써 적합함을 알 수 있었다.

Growth and Characterization of $ACu_3Ti_4O_{12}$(A=Ca, Sr) Single Crystals

  • Yoo, Sang-Im;Sangdon Yang;Geomyung Shin;Wee, Seong-Hun;Park, Hyun-Min
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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    • pp.19-19
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    • 2003
  • A cubic perovskite-type CaCu₃Ti₄O/sub 12/ compound has recently drawn a great attention because of an extraordinary high permittivity (~10⁴ at 1 kHz) at room temperature and its near temperature-independence over a wide temperature region, and thus numerous literature have been reported on CCTO polycrytalline ceramics and thin films. However, only a few literature have been reported on the CCTO single due to the lack of information about the CCTO primary phase field. On the basis of our recent experimental determination of the CCTO primary phase field, we could grow ACu₃Ti₄O/sub 12/(A=Ca, Sr) single crystals using both top-seeded solution growth and flux growth methods. This presentation will include three major parts. In part I, the thermal decomposition reaction of CCTO and its primary phase field in the CaO-CuO-TiO₂ ternary system will be presented. Detailed growth conditions of ACu₃Ti₄O/sub 12/(A=Ca, Sr) single crystals and characteristics of as-grown crystals will be followed in Part II. Part III will be comprised of dielectric properties of as-grown ACu₃Ti₄O/sub 12/(A=Ca, Sr) single crystals. Our experimental results will be compared with those of previous reports for discussion.

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$C_{22}$-Quinolium(TCNQ) LB 막의 주파수에 따른 전기적 특성 (Electrical Properties of $C_{22}$-Quinolium(TCNQ) Langmuir-Blodgett Films Depending on the Frequency)

  • 이삼국;유덕선;김태완;김영관;권명수;강도열
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1289-1291
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    • 1994
  • Dielectric properties of $C_{22}$-Quinolium(TCNQ) Langmuir-Blodgett (LB) films were studied as a function of frequency(10Hz-13MHz) and annealing temperature($20{\sim}240^{\circ}C$). A complex dielectric constant ${\epsilon}^*={\epsilon}'-i{\epsilon}"$, in general, shows the frequency dependence of orientational polarization in the measured frequency range. A dielectric permittivity ${\epsilon}'$ at 10Hz is around 8.2 and decreases very slowly as the frequency increases up to 1 MHz, and then suddenly drops above this frequency, while a dielectric loss factor ${\epsilon}"$ reaches a maximum near 1 MHz. Its annealing temperature dependence at 10Hz shows that ${\epsilon}'$ and ${\epsilon}"$ increase as the temperature increases upto $180^{\circ}C$, even though there is a little drop near $120{\sim}160^{\circ}C$. Both ${\epsilon}'$ and ${\epsilon}"$ drop quickly above $180^{\circ}C$. which may be thought of a destruction of the LB films. Another fact of the annealing temperature dependence of the dielectric constant is an occurrence of the new dielectric dispersion below 100Hz. This low frequency dispersion is getting clear above $80^{\circ}C$.

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