• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.361-370
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• 2017

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.5 Tesla에서 3 Tesla, 3 Tesla에서 7 Tesla로 높아지는 시점에서 자기장의 세기 변화에 따른 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 알아보고 위의 결과가 치아 임플란트 사용 여부에 따른 결과의 차이를 알아보기 위해 연구를 시작하게 되었다. 실험은 인체 두부 모델에 1.5 Tesla MRI 장비에서 발생되는 64 MHz RF Pulse 주파수, 3.0 Tesla MRI 장비에서 발생되는 128 MHz RF Pulse 주파수, 7 Tesla MRI 장비에서 발생되는 298 MHz RF Pulse 주파수를 조사하고 위의 실험을 치아 임플란트를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때로 나누어 XFDTD 프로그램을 사용하여 머리 주변의 SAR와 체온의 변화를 각각 실험하였다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 SAR값은 7T의 RF Pulse 주파수 256MHz에서 최대 약 5800배의 차이를 나타냈으며 주파수가 증가할수록 치아 임플란트 사용으로 인한 SAR값의 차이는 크게 나타났다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도변화는 2배에서 최대 4배 가까운 온도 상승을 나타내었다. 또한 RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 두부 전체의 온도는 감소하였는데 이는 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문이다. 향후 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 이상 반응 요인에 대한 연구를 통해 인체의 생리적 연구와 생화학적 연구 등 인체에 대한 영향과 관련하여 연구가 필요하다고 하겠다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.139-146
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• 2017

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 동일한 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인해 인체의 전도도가 상당히 증가하기 때문에 SAR값이 증가하고 체온도 역시 상승할 것이다. 따라서 치아임플란트를 했을 때와 하지 않았을 때 인체의 머리에 나타나는 SAR값의 변화와 인체의 온도변화는 차이가 있지 않을까라는 의문으로 이번 연구를 시작하게 되었다. 실험은 3.0 Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수대에서 치아임플란트의 사용 유무에 따른 인체가 받는 SAR와 체온의 변화를 XFDTD 프로그램을 사용하여 인체두부 모델과 치아임플란트 모델을 활성화시켜 실험하였다. MRI장비에서 치아임플란트로 인해 인체두부 모델에 흡수되는 SAR의 평균값과 체온 상승을 살펴 본 결과 모두 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 계산 결과 평균 최대 SAR값과 뇌 부분의 최대 온도 상승이 국제 안전 기준치 이하로 나타났으나, 치아임플란트의 개수 증가에 따라 값이 변할 수 있으므로 그 영향을 간과할 수 없으며, 향후 과제로 치아임플란트 개수와 체적의 증가와 치아임플란트 재질에 따른 SAR, 온도 상승 시뮬레이션이 필요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.307-307
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• 2013

초고집적 회로에 적용되는 반도체 소자의critical dimension (CD)이 수 nano 사이즈로 줄어들고 있기 때문에, 다양한 물질의 식각을 할 때, 건식식각의 중요성이 더 강조되고 있다. 특히 $SiO_2$와 같은 유전체 물질을 식각할 때, plasma process induced damages (P2IDs)가 관찰되어 왔고, 이러한 P2IDs를 줄이기 위해, pulsed-time modulation plasma가 광범위하게 연구되어 왔다. Pulsed plasma는 정기적으로 radio frequency (RF) power on과 off를 반복하여 rf power가 off된 동안, 평균전자 온도를 낮춤으로써, 웨이퍼로 입사되는 전하 축적을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한 fluorocarbon plasmas를 사용하여 $SiO_2$를 식각하기 위해 Dual-Frequency Capacitive coupled plasma (DF-CCP)도 널리 연구되어 왔는데, 이것은 기존의 방법과는 다르게 plasma 밀도와 ion bombardment energy를 독립적으로 조절 가능하다는 장점이 있어서 미세 패턴을 식각할 때 효과적이다. 본 연구에서는 Source power에는 60 MHz pulsed radio frequency (RF)를, bias power에는 2 MHz continuous wave (CW) rf power가 사용된 system에서 Ar/$C_4$ F8/$O_2$ 가스 조합으로, amorphous carbon layer (ACL)가 hard mask로 사용된 $SiO_2$를 식각했다. 그리고 source pulse의 duty ratio와 pulse frequency의 효과에 따른 $SiO_2$의 식각특성을 연구하였다. 그 결과, duty ratio의 감소에 따라 $SiO_2$, ACL의 etch rate이 감소했지만, $SiO_2$/ACL의 etch selectivity는 증가하였다. 반면에 pulse frequency의 변화에 따른 두 물질의 etch selectivity는 크게 변화가 없었다. 그 이유는 pulse 조건인 duty ratio의 감소가 전자 온도 및 전자 에너지를 낮춰 $C_2F8$가스의 분해를 감소시켰으며, 이로 인해 식각된 $SiO_2$의 surface와 sidewall에 fluorocarbon polymer의 형성이 증가하였기 때문이다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 etch selectivity뿐만 아니라 etch profile까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.481-489
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• 2018

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 그리고 같은 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인한 전자파 전도도가 증가하기 때문에 SAR가 증가하고 체온도 변화하게 된다. 이에 Brain MRI검사 시 치아 임플란트의 재료에 따라 발생되는 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 비교 분석하고자 한다. 실험은 인체 두부모델에 1.5Tesla MRI장비에서 발생되는 64MHz RF Pulse 주파수, 3.0Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수를 조사한 뒤 치아 임플란트 재료를 Titanium과 $Al_2O_3$로 변화시킨 경우 두부 전체의 SAR와 온도 변화를 알아본다. 치아 임플란트 재료의 변화에서 Titanium을 사용하였을 때, 두부 전체의 SAR와 온도는 높게 나타났다. 하지만 $Al_2O_3$을 사용하였을 때, Titanium보다 두부 전체의 SAR와 온도는 낮게 나타났다. 치아 임플란트의 재료는 금속의 비중이 작은 경금속이면서 전기적 도체인 Titanium과 비교했을 때 전기전도도가 낮은 전기적 부도체인 $Al_2O_3$에서 두부 전체의 SAR와 온도는 낮게 나타났다. 치아 임플란트 재료가 Titanium 일 경우 SAR의 최대값은 제한치보다 월등히 높기 때문에 향후 Titanium의 치아 임플란트 재료를 삽입한 환자가 Brain MRI 검사를 할 경우 환자의 생물학적 영향과 관련된 연구가 필요할 것이다. 또한, 치아 임플란트 시술 시 Titanium보다는 $Al_2O_3$ 재질의 치아 임플란트를 사용하는 것이 Brain MRI 검사에서 인체 두부 전체의 SAR와 온도를 감소시키는 방안이라는 점을 발견할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.70-75
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• 2014

본 논문에서는 데이터 통신 및 위치 인식이 가능한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 송수신기 회로를 제안한다. UWB 수신기는 에너지 검출 방식의 OOK(On-Off Keying) 변조가 가능하도록 설계가 되었다. UWB pulse generator는 디지털 로직을 이용하여 설계되었으며, UWB 신호 송신시 발생할 수 있는 Side lobe를 제거하기 위한 가우시안 필터가 적용되었다. 측정된 수신기의 감도는 4 GHz 중심주파수와 1 Mbps PRF(Pulse Repetition Frequency)에서 -65 dBm으로 측정이 되었으며, 펄스당 에너지 효율은 20.6 pJ/bit로 측정되었다. 1.8 V 전원에서 DA를 포함한 전류 소모는 수신기과 송신기가 각각 27.5 mA와 25.5 mA이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2119-2122
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• 2000

포항 방사광 가속기의 선형 가속기에서는 80-MW 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200 MW(400kv 500A, 평탄도 4.4 $\mu s$)인 대출력 펄스 트랜스포머가 요구된다. 펄스 트랜스포머는 펄스 전원공급 장치(Modulator)로부터 대출력 부하(Klystron)로 펄스 에너지를 전달하며 임피던스 정합을 시키는 기능을 한다. 모듈레이터의 고전압 출력 펄스에서 RF 에너지를 발생시키는데 사용되는 유효 출력 에너지는 출력 펄스의 평탄부의 에너지에 해당된다. 그러므로, 펄스 트랜스포머는 빠른 상승시간을 가지는 것이 요구된다. 빠른 상승시간을 얻기 위하여 누설자속, 분포용량이 작게 되도록 설계하여야 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권12A호
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• pp.951-957
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• 2003

통신 시스템의 무선성능 요구조건 분석은 시스템의 성능을 예측하는 중요한 지표이다. 아직 표준안이 제정되지 않은 UWB(Ultra Wide Band) 시스템은 명확한 시스템 성능 요구조건을 유도하기 어렵다. 또한, 기존의 UWB 시스템과 멀티밴드 UWB 시스템의 무선성능 요구조건 분석에는 차이점이 있다. 이러한 차이점을 본 논문을 통해 분석하였으며, 이를 바탕으로 도출한 멀티밴드 UWB 시스템의 성능 요구조건을 본 논문에 기술하였다. 멀티밴드 UWB 시스템은 Sub-Band의 수에 따라 Throughput, 송신 최대 전력, 수신감도 등이 변화하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 멀티패스의 영향으로 PRF(Pulse Repetition Frequency)를 변경하면 Link Margin은 증가하여 멀티패스 에너지 손실(Multi-path Energy Loss)에 대한 보상으로 멀티패스 마진(Multi-path Link Margin)이 발생하는 것을 알 수 있었으며 멀티패스 마진에 따라 수신신호 감도 및 간섭신호에 대한 저항성이 변화하는 것을 모의실험을 통하여 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.818-819
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• 2015

PAL-XFEL 장치에 사용 할 고전압 펄스 모듈레이터 출력파워는 수 ${\mu}s$ 범위의 짧은 고전압(400 kV), 대전류(500 A) 펄스를 요구한다. 이러한 펄스파워를 얻기 위해서 PFN(Pulse Forming Network)에 에너지를 축적하고, 플라즈마 스위치인 싸이라트론을 통하여 에너지를 신속하게 클라이스트론 쪽으로 전달한다. 클라이스트론은 모듈레이터에서 공급하는 펄스 전원을 이용하여 RF를 증폭하는 대출력 고주파 증폭장치이다. 고전압 펄스 모듈레이터 제어기는 고속펄스 신호처리 모듈(Fast Pulse Signal Conditioning Module), PLC(Programmable Logic Controller)로 구성되어 있다. 고전압 펄스 모듈레이터에 사용하는 대용량 싸이라트론은 고전력을 스위칭 할 때 발생하는 스위칭 노이즈는 매우 크다. 이러한 노이즈는 모듈레이터의 출력 시그널인 빔 전압, 빔 전류, EOLC(End of Line Clipper) 전류, DC high voltage에 섞여 있으면서 신호 왜곡 및 제어장치의 고장을 유발시킨다. 이처럼 노이즈가 많이 포함되어 있는 아닐로그 신호를 깨끗한 신호(a clean signal)로 바꾸어주는 노이즈 필터링 장치인 고속펄스 신호처리 모듈을 제작하여 실험한 결과를 알아보고 모듈레이터 인터록 시스템인 PLC에서 Dynamic Interlock의 응답시간을 빠르게 하기위한 회로 수정에 대한 결과에 관하여 기술하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.219-219
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• 1999

플라즈마 이온 주입은 진공 chamber 내에 주입하려는 이온이 포함된 플라즈마를 발생시킨 후 처리하고자 하는 시편에 negative high voltage pulse를 인가함으로써 시편 주위에 형성되어 있는 이온들을 시편에 주입하는 방법이다. 이러한 플라즈마 이온 주입 방법은 금속의 내마모성, 내부식성, 강도 및 경도를 증가시키고, 고분자 화합물의 표면 개질에 있어서 친수성 또는 소수성과 같은 표면 처리를 쉽고 간단하게 처리할 수 있다. 그리고 반도체 공정의 shallow junction doping을 효과적으로 처리할 수 있으며 특히, 대면적의 시편에 균일하게 이온을 주입할 수 있다. 플라즈마 이온 주입 방법에서 중요한 요소는 dose, 즉 이온 주입한 양과 처리하려는 시편에 주입되는 이온의 에너지이다. 여기서, 플라즈마내에 생성된 이온들의 비율을 정확히 안다면 시편에 주입되는 이온의 양과 주입되는 이온의 에너지를 충분히 예견할 수 있다. 질소 플라즈마의 경우에는 N+와 N2+가 생성되므로, 시편에 주입된 질소 이온의 실질적인 이온당 질소 원자수는 1$\times$N+% + 2$\times$N+%가 되고, N2+의 경우는 N+ 주입 에너지의 1/2 로 시편내에 주입되게 된다. 또한 질소 플라즈마의 경우 N2+ 이온이 상대적으로 N+이온보다 많다면 N+가 많은 경우보다 이온 주입 깊이는 얕아지게 된다. 본 실험에서는 Dycor M-100 residual gas analyzer와 potical emission spectrometer (Ocean Optics SQ 2000)를 사용하여 압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마내에 생성되어지는 질소 이온의 비율을 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용하여 속도차에 의한 각 이온들의 존재비율을 계산하였다. 여기에서 질소 가스의 압력이 낮을수록 N+보다 N2+의 존재비율이 높음을 보였다. 이것은 압력이 낮은 영역에서 일반적으로 전자의 평균온도가 높기 때문으로 여겨진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.328-329
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• 2006

반도체 소자의 소형화, 고질적화는 junction 깊이 감소와 도핑농도의 증가를 요구한다. 현재 상용화되는 도핑법은 이온빔 주입(Ion Beam Ion Implantation, IBII)인데, 이 방법은 낮은 가속에너지를 가하는 경우 이온빔의 정류가 금속이 감소해 주입 속도가 낮아져 대랑 생산이 어렵고 장비가 고가라는 단점이 있다. 하지만 플라즈마를 이용한 이온주입법 (Plasma Source Ion Implantation, PSII)은 공정 속도가 빠르고 제조비용이 매우 저렴해 새로운 이온주입법으로 주목받고 있다. PSII법에서 플라즈마 특성은 그 결과에 큰 영향을 미치므로 플라즈마 특성의 적절한 제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 공정압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마 밀도 측정했다. 그 결과 공정압력이 증가함에 따라서 플라즈마 밀도는 감소되었고 RF power 증가함에 따라서 플라즈마 밀도는 증가되었다.