• 한국자기학회지
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• 제11권5호
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• pp.222-225
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• 2001

1W급의 DC-DC converter에 탑재하기 위해 FeTaN 연자성 자성박막을 이용한 박막형 인덕터를 제조하여 특성을 평가하였다. 자심부분은 2$\mu\textrm{m}$ 두게의 F $e_{78.81}$T $a_{8.47}$ $N_{12.71}$ 연자성 박막을 사용하였으며 코일부분은 100$\mu\textrm{m}$ 두게의 Cu를 사진공정과 전기도금공정을 이용하여 제조하였다. 제조된 박막 인덕터의 디자인은 상호인덕턴스를 효율적으로 증가시킬 수 있는 double rectangular spiral형태였으며 측정된 특성은 DC-DC converter의 작동주파수인 1 MHz에서 인덕턴스 980nH, 저항 1.7 $\Omega$Q 값은 3.55였다.다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.71-71
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• 2009

This paper describes a simple, on-chip CMOS compatible the thin-film inductor applied for the dc-dc converters. A fully CMOS-compatible thin-film inductor with a bottom NiFe core is integrated with the DC-DC converter circuit on the same chip. By eliminating ineffective top magnetic layer, very simple process integration was achieved. Fabricated monolithic thin film inductor showed fairly high inductance of 2.2 ${\mu}H$ and Q factor of 11.2 at 5MHz. When the DC-DC converter operated at $V_{in}=3.3V$ and 5MHz frequency, it showed output voltage $V_{out}=8.0V$, and corresponding power efficiency was 85%.

• 한국자기학회지
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• 제11권6호
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• pp.239-244
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• 2001

최근 연구가 활발히 진행되고 있는 RF 대역에서 사용가능한 인덕터를 제조하여 특성을 평가하였다. 인덕턴스와 Q값을 높이기 위하여 5000 두께의 F $e_{78.81}$T $a_{8.47}$ $N_{12.71}$ 연자성박막을 삽입하였으며, 자성박막의 FMR 공진주파수를 인위적으로 확장시키기 위하여 pattern을 형성시켜 shape anisotropy를 증가시켰다. 또한 코일부분은 lift-off process를 이용하여 제조하였다. 제조된 인덕터의 디자인은 4턴의 rectangular spiral형태였으며, 측정된 특성은 Ti/Ag air-core의 경우 5 GHz까가지 공진이 없었으며 2GHz에서 Q값이 9, 인덕턴스 8.4nH였다. 자성박막을 이용한 경우 9 nH에 공진주파수는 약 700 MHz부근이었다.다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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• pp.532-538
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• 2000

A double rectangular spiral inductor is fabricated using FeTaN films. The inductor is composed of internal coils sandwiched by magnetic layers. Characteristics of inductor performance are investigated with an emphasis on planarization of magnetic films. In the absence of the planarization process, the grating topology of upper magnetic films over coil arrays degrades the soft magnetic properties and the inductor performance. It also induces a longitudinal magnetic anisotropy with the easy axis aligned to the magnetic flux direction. This alignment prevents the upper magnetic films from contributing to the total induction. Glass bonding is a viable method for achieving a completely planar inductor structure. The planar inductor with glass bonding shows excellent performance : inductance of 1.1 H, Q factor of 7 (at 5 MHz), and the dc current capability up to 100 mA.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.144-144
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• 1999

최근 국내 반도체 기술의 비약적인 발전으로 전자 기기 전반에 소형화, 고주파화, 고기능화 등이 진행되는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기 신호를 변조.증폭시키는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기신호를 변조.증폭시키는 인덕터, 트랜스 포머와 같은 수동 자기 소자는 아직도 3차원 벌크 형태로 사용되고 있다. 일본을 중심으로 각국에서는 자기 소자의 박막.소형화에 대한 다각도의 연구가 진행되었으나 국내서는 아직 미미한 실정이다. 따라서 고집적 전원 공급 장치나 지능 센서 등에 반도체와 자기 소자의 사용 주파수 대역과 크기가 통합된 반도체-자성체 IC(semiconductor-magnetic integrated circuit)의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 현재 사용중인 벌크형 인덕터나, 트랜스 포머의 경우 10NHz이상의 고주파 대역에는 응용되지 못하고 있다. 이는 적용된 자성체가 페라이트(ferrite)로서 초투자율은 크지만 고주파대역에서의 공진 현상에 의해 저투자율을 나타내고, 포화 자속밀도가 낮기 때문이다. 이러한 페라이트 자성체의 대체품으로 주목받고 있는 것이 Fe, Co계 고비저항 자성마이다. 그러나 Co는 낮은 포화자속밀도를 나타내기 때문에 이러한 조건을 충족시키는 자성막으로 Fe계 미세 결정막을 사용하였다. 본 연구에서는 선택적 전기 도금법(selective electroplating method)과 LIGA like process를 이용하여 공시형 인덕터(air core inductor)의 라이브러리(library)를 구축한 뒤, 고주파 대역에서의 우수한 연자기 특성을 가지는 Ti/FeTaN막을 적용한 자기 박막 인덕터(magnetic thin film inductor)를 제작하여 비교.분석하였다. 제조된 인덕터의 특성 추정은 impedence analyzer를 이용하여 주파수에 따른 저항(resistance), 인덕턴스(inductance)를 측정, 계산한 성능지수(quality factor)로서 인덕터의 성능을 평가하였다. 제조된 박막 인덕터의 코일 형상은 5턴의 double rectangular spiral 구조였으며, 적용된 자성막의 유효 투자율9effective permeability)은 1500, 자성막, 절연막 그리고 코일의 두께는 각각 2$\mu\textrm{m}$, 1$\mu\textrm{m}$, 20$\mu\textrm{m}$이며 코일의 폭은 100$\mu\textrm{m}$, 코일간의 간격은 100$\mu\textrm{m}$였다. 제조된 박막 인덕터는 5MHz에서 1.0$\mu$H의 인덕턴스를 나타내었으며 dc current dervability는 100mA까지 유지되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.107-108
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• 2008

This article describes optimization for PGS(Patterned Ground Shield) of rectangular spiral inductor using Taguchi's Design of Experiment. PGS is decrease method of parasite component by silicon substrate among dielectric loss reduction method. Using taguchi's design of experiment, each parameter is fixed upon that PGS high poison(A), slot spacing(B), strip width(C) and overlap turn number(D) of PGS design parameter. Then we verified that percentage contribution and design sensitivity analysis of each parameter and level by signal to noise ratio of larger-the-better type. We consider percentage contribution and design sensitivity of each parameter and level, and then verify that model of optimization for PGS is lower inductance decreasing ratio and higher Q-factor increasing ratio by EM simulation.

• 한국자기학회지
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• 제10권5호
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• pp.250-255
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• 2000

본 연구에서는 double rectangular spiral형 공심 인덕터를 유사 LIGA공정으로, F $e_{86.7}$Z $r_{3.3}$ $B_{4}$A $g_{6}$ 자성막을 dc magnetron sputtering법으로 각각 제조한 후 인덕터의 구조를 변화시켜, 인덕터의 임피던스 특성에 미치는 자성막의 특성 인자에 대해 연구하였다. 공심 인덕터의 전류 방향과 자성 박막의 자화 용이축이 수직일 경우 인덕터의 인덕턴스가 향상되었고, 공심 인덕터와 F $e_{86.7}$Z $r_{3.3}$ $B_{4}$A $g_{6}$ 자성막 사이 절연막이 없는 경우 자성막의 자속 집속효과가 증가하여 절연막이 있는 경우보다 인덕턴스는 높고, 저항의 증가율이 높았으며, F $e_{86.7}$Z $r_{3.3}$ $B_{4}$A $g_{6}$ 자성막의 투자율이 높을수록 인덕터의 인덕턴스에 기여하는 부분이 증가하므로 인턱턴스는 향상되었다. 또한 인덕터의 주파수 특성은 공심 인덕터의 특성에 지배적인 영향을 받으므로 인덕터의 주파수 특성을 향상시키기 위해서는 자성막의 특성보다 공심 인덕터의 특성을 향상시키는 것이 바람직하다.키는 것이 바람직하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.573-580
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• 2020

본 논문에서는 회로의 기본 구성요소인 인덕터와 커패시터를 LTCC 다층 기판에서 활용이 가능한 형태로 구성하여 각각의 특성을 분석하였다. 분석을 위해 사용된 인덕터와 커패시터는 유전율 7인 유전체 내부에 각각 사각형 나선 구조와 MIM 구조로 설계되었으며, 인덕터의 감은 수와 커패시터의 적층 수를 달리하여 제작하고 측정하였다. 측정된 결과는 커브피팅 방식을 이용하여 논문에서 제안한 등가회로의 각 소자 값을 추출하였고 추출된 결과를 토대로 제안한 등가회로의 타당성을 검증하였다. 분석된 인덕터와 커패시터는 라이브러리 형태로 구현하였으며 일립틱 타입의 5차 LPF 설계에 적용하여 그 활용성을 입증하였다. LPF는 실제 제작을 통해 측정되었으며, 결과적으로 통과 대역인 DC ~ 3.7 GHz 대역에서 삽입손실이 최대 1.0 dB, 반사손실이 19.2 dB, 저지 대역에서의 감쇄 값이 23.9 dB로 모든 항목에서 설계 목표치에 근접한 결과를 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제14권1호
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• pp.52-57
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• 2004

본 연구에서는 ㎓ 대역의 박막 인덕터 특성을 수치해석 하였다. 인덕터의 기본 구조는 390$\mu\textrm{m}$${\times}$390$\mu\textrm{m}$, 5.5턴(turn), 선폭 10$\mu\textrm{m}$와 선간격 10$\mu\textrm{m}$의 사각 나선형이다. 주파수 특성은 10 ㎓까지 시뮬레이션 하였다. 기판은 Si, Sapphire, 유리와 GaAs를 모델로 하였고 도체는 Cu이다. 도체의 두께는 2$\mu\textrm{m}$로 고정하였다. 입력과 출력단자의 위치가 서로 반대가 되도록 하기 위하여 턴수는 n.5로 하였다. 기본 구조 인덕터는 초기 인덕턴스 13.0 nH,최대 인덕턴스 60.0 nH 그리고 공진주파수는 4.25 ㎓이었다. 기판의 유전상수가 증가하면 초기 인덕스는 거의 변화가 없으나 공진 주파수는 감소하였다. 인덕터의 턴수를 1.5에서 9.5로 변화시키면, 초기 인덕턴스는 2.9 nH며 16.9 nH로 포화되었으며 Q factor는 소폭 증가하였다. 인덕터의 선폭과 선간격을 증가시키면 초기와 최대 인덕턴스는 감소하였다. 공진 주파수는 증가하였으며, Q factor는 선폭과 선간격을 증가시키면 각각 증가와 감소를 나타내었다.

• ETRI Journal
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• 제25권2호
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• pp.65-72
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• 2003

To achieve cost and size reductions, we developed a low cost manufacturing technology for RF substrates and a high performance passive process technology for RF integrated passive devices (IPDs). The fabricated substrate is a conventional 6" Si wafer with a 25${\mu}m$ thick $SiO_2$ surface. This substrate showed a very good insertion loss of 0.03 dB/mm at 4 GHz, including the conductive metal loss, with a 50 ${\Omega}$ coplanar transmission line (W=50${\mu}m$, G=20${\mu}m$). Using benzo cyclo butene (BCB) interlayers and a 10 ${\mu}m$ Cu plating process, we made high Q rectangular and circular spiral inductors on Si that had record maximum quality factors of more than 100. The fabricated inductor library showed a maximum quality factor range of 30-120, depending on geometrical parameters and inductance values of 0.35-35 nH. We also fabricated small RF IPDs on a thick oxide Si substrate for use in handheld phone applications, such as antenna switch modules or front end modules, and high-speed wireless LAN applications. The chip sizes of the wafer-level-packaged RF IPDs and wire-bondable RF IPDs were 1.0-1.5$mm^2$ and 0.8-1.0$mm^2$, respectively. They showed very good insertion loss and RF performances. These substrate and passive process technologies will be widely utilized in hand-held RF modules and systems requiring low cost solutions and strict volumetric efficiencies.