• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권10호
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• pp.17-23
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• 2003

본 논문에서는 고성능의 극소형, 솔레노이드 형태의 RF 칩 인덕터를 연구하였다. 제작된 RF 칩 인덕터의 크기는 1.0×0.5×0.5㎣ 이었다. 코아의 재료 (96% Al₂O₃)와 모양 (I-type)은 인덕터의 성능을 극대화시키도록 Maxwell three-dimensional field simulator를 이용하여 결정되었다. 40㎛의 직경을 가진 가는 구리(Cu)도선을 코일로 사용하였다. 개발된 인덕터의 인덕턴스 (L), 품질계수 (Q), 그리고 커패시턴스 (C) 들에 대한 고주파 특성은 RF 임피던스/재료 분석기 (HP16193A 시험 fixture가 장착된 HP4291B)를 사용하여 측정되었다. 개발된 인덕터들은 230MHz - 1 GHz의 주파수 영역에서 11 - 39 nH 범위의 인덕턴스 값과 28 - 50 범위의 품질계수 값을 가지는데 이는 전 세계적으로 가장 좋은 칩 인덕터 업체 중의 하나인 CoilCraft/sup Tm/에 의해 생산된 인덕터들의 특성과 유사한 결과를 나타내고 있다. 시뮬레이션 데이터는 개발된 인덕터의 L, Q, C 등의 고주파 특성을 잘 예측하고 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권1호
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• pp.94-101
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• 2009

본 논문에서는 RF 집적회로 설계를 위한 $0.13{\mu}m$ RF CMOS용 인덕터 라이브러리를 개발하였다. 스케일러블 모델링을 위해 선폭, 회전수, 내경을 조절하여 다수의 인덕터 패턴을 제작하고, 정확한 패드 효과 보상을 위해 급전 구조를 최적화하였다. 제작된 패턴의 S-파라미터 측정 데이터를 이용하여 각 소자별로 이중-$\pi$ 등가회로 소자값을 추출한 뒤 이 값들을 인덕터의 물리적 설계 변수의 함수로 표현하는 스케일러블 모델링을 수행하였다. 개발된 라이브러리는 표준(standard) 구조와 대칭(symmetric) 구조를 가지는 두 종류의 스케일러블 인덕터 모델을 제공하며, 모델 유효 주파수는 30GHz 또는 자기공진주파수까지이다. 표준구조 인덕터의 경우 $0.12{\sim}10.7nH$의 인덕턴스를, 대칭구조 인덕터의 경우는 $0.08{\sim}13.6nH$의 인덕턴스를 갖는다. 본 연구를 통해 최종적으로 10%이하의 오차를 가지는 RF CMOS용 인덕터 라이브러리를 완성하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.454-459
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• 2007

본 논문에서는 비정질 $Al_2O_3$ 코아 재료를 응용한 단순 solenoid 형태의 소형 고성능 RF 칩 인덕터를 연구하였다. 인덕터 크기는 $0.86{\times}0.46{\times}0.45mm^3$이고, $27{\mu}m$ 직경의 Cu를 코일로 사용하였다. RF 칩 인덕터의 인덕턴스(L), 양호 인자(Q), 임피던스(Z), 커패시턴스(C)와 등가회로 파라미터 등의 주파수 특성은 RF impedance/Material Analyzer (HP16193A test fixture가 장착된 HP4291B)로 측정되었다. $9{\sim}12$회의 권선수를 가진 RF 칩 인덕터들의 인덕턴스 값은 $21{\sim}34nH$ 범위를 가진다. 이들의 자기공진주파수(SRF)는 $5.7{\sim}3.7GHz$ 영역을 나타낸다. 또한 자기공진주파수가 증가함에 따라 인덕턴스 값이 감소하는 경향을 보이고 있다. 인덕터의 SRF는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소하며, Q의 값은 $900MHz{\sim}1.7GHz$ 주파수 범위에서 최대 $38{\sim}49$까지 얻어졌다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1345-1346
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• 2006

본 논문에서는 솔레노이드 형태의 칩 인덕터와 나선형태의 박막 인덕터에 대하여 주파수 특성을 비교 분석하여 장 단점을 정의하고자 한다. 솔레노이드형 RF 칩 인덕터는 $1.0mm{\times}0.5mm{\times}0.5mm$의 크기에 11nH의 인덕턴스를 가질 수 있도록 6회 권선하였다. 나선형 박막 인덕터는 $213{\mu}m{\times}250{\mu}m{\times}304{\mu}m$의 크기에 11nH의 인덕턴스를 가질 수 있도록 7회 권선하였다. 시뮬레이션을 위하여 AnSoft사의 HFSS를 이용하였으며, 이 결과 솔레노이드형 RF 칩 인덕터는 2GHz에서 77 정도의 품질계수와 5.6GHz의 SRF를 가진다. 반면 나선형 박막 인덕터는 2GHz에서 14 정도의 품질계수와 4.5GHz의 SRF를 가진다. 성능면에서는 솔레노이드형 RF 칩 인덕터가 우수한 특성을 나타내었으나 크기를 감소시키는데 제한을 받으므로, 향후 소형 경량화를 위하여 박막 인덕터의 개발은 필수적이며, 성능을 더욱 향상시키기 위하여 나선형태와 재료의 개발이 필수적이라 하겠다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.530-538
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• 2007

본 논문에서는 표준 디지털 0.18 ${\mu}m$ CMOS 공정을 기반으로 하는 RF 집적회로 설계를 위해 인덕터 라이브러리를 개발하였다. 개발된 인덕터 라이브러리에는 일반적인 표준(standard) 구조의 인덕터를 비롯하여, PGS(Patterned Ground Shield)를 적용하여 Q 지수를 향상시킨 인덕터, 금속선의 직렬 저항을 줄임으로써 Q 지수를 향상시킨 다층금속선(multilayer) 인덕터, 같은 면적에서 높은 인덕턴스 구현에 유리한 적층형(stacked) 인덕터 등을 포함한다. 본 논문에서는 각 인덕터 구조에 대하여 측정 결과와 3차원 전자기파 시뮬레이션 결과를 바탕으로 한 특성 해석 및 비교 분석을 하였고, 각 구조에 대한 등가회로 모델 확립 및 추출 과정도 연구하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 여러 설계 요구 사항을 만족시키는 최적의 인덕터 설계가 가능해졌으며 표준 CMOS 공정을 이용하는 저가의 RF 집적회로 개발이 가능해진다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제13권2호
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• pp.44-52
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• 2002

본 논문에서는 RF와 마이크로파 응용을 위한 MEMS 수동 소자에 대한 내용이다. 이 수동 소자들을 만들기 위해서 개발된 3타원 MEMS공정은 기존의 실리콘 공정과 완전한 호환성을 가지고 한 칩으로 집적화 시킬 수 있는 공정이다. 이 3차원 MEMS 공정은 기존 실리콘 긍정이 가지고 있는 한계를 극복하기 위한 방법으로써 개발되었다. 개발된 공정을 이용하여 실리콘 공정에서 구현할 수 없었던 좋은 성능의 인덕터, 트랜스포머 및 전송선을 RF와 마이크로파 응용을 위해서 구현하였다. 저 전압, 높은 차단율을 위한 push-pull 개념을 도입한 MEMS 스위치를 구현하였다. 또한 높은 Q를 갖는 MEMS 인덕터를 최초로 CMOS 칩과 집적화에 성공하여 600kHz 옵셋 주파수에서 -122 dBc/Hz의 특성을 갖는 2.6 GHz 전압 제어 발진기를 제작하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권10호
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• pp.17-24
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• 2000

면적 효율이 높은 대칭 구조를 갖는 이중층 나선형 인덕터를 제시하였으며 그 특성을 일반적인 단일층 나선형 인덕터와 비교하여 분석하였다. 일반적인 예측과 달리 이중층 인덕터의 상하층 유도 계수가 인덕터의 권선수와 함께 증가하는 것을 확인하였고 이로 인하여 동일한 면적에 대하여 이중층 인덕터은 권선수에 따라 단일층에 비해 2.5-4배 정도 높은 인덕턴스값을 나타내었다. 또한 같은 인덕턴스 값에 대하여 이중층 구조로 단일층 구조 보다 높은 충실도를 가짐을 확인하였다. 본 논문에서는 이중층 나선형 인덕터가 단일층 나선형 인덕터보다 면적 효율과 충실도 측면에서 우수하여 RF집적회로에 활용되기에 적절한 보다 구조임을 제시하고자 한다. 제시된 이중층 나선형 인덕터는 완벽한 대칭 구조를 갖도록 설계되었으며 측정 결과에서 이와 같은 특성을 확인할 수 있었으며, 고주파용 초크로서 활용가능성을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.145-151
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• 2007

본 논문에서는 저손실 ${Al_2}{O_3}$ 코아 물질을 이용한 초소형 고성능 솔레노이드 형태 RF 칩 인덕터에 대하여 연구하였다. 본 논문에서 제작된 칩 인덕터의 크기는 $0.86{\times}0.46{\times}0.45m^3$, $1.5{\times}1.0{\times}0.7m^3$, $2.1{\times}1.5{\times}1.0m^3$와 $2.4{\times}2.0{\times}1.4m^3$으로 하였고, 코일은 $27{\sim}40{\mu}m$의 구리선을 사용하였다. 개발된 인덕터의 인덕턴스, 품질계수, 임피던스의 고주파수 특성은 HP16193A test fixture가 장착된 RF Impedance/Material Analyzer(HP4291B)를 이용하여 측정되었다. 7회 권선된 인덕터들은 13${\sim}$100nH의 인덕턴스와 6.4${\sim}$1.1GHz의 자기공진주파수를 가진다. 인덕터들의 자기공진주파수는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소하고, 인덕터들의 직접쓰기는 300MHz${\sim}$1.3GHz의 주파수 범위에서 50${\sim}$80을 가진다. 본 연구에서는 높은 인덕턴스와 높은 직접쓰기를 갖는 초소형 솔레노이드 형태 RF 칩 인덕터가 성공적으로 제작되었다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.21-27
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• 2015

High resistivity(HR) silicon-on-insulator(SOI) RF CMOS 공정 인덕터의 모델 파라미터를 정확히 결정하기 위하여 직접추출과 simultaneous optimization을 사용한 개선된 방법을 개발하였다. 먼저, 대칭형 인덕터와 센터탭이 접지된 대칭형 인덕터 등가회로들의 Y 및 Z-파라미터 방정식 유도를 통해 일부 모델 파라미터들을 직접 추출하고, 병렬 저항과 전체 인덕턴스 방정식들로 미지 변수들을 줄여 모델링 정확도를 향상시켰다. 또한, 두 등가회로의 동일한 모델 파라미터들을 공통 변수로 두고 S-파라미터 데이터 세트를 동시에 optimization함으로써 optimization 정확도를 크게 향상시켰다.