• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2237-2246
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• 2012

본 논문에서는 구강센서를 소형화하고 제조 원가를 낮추기 위해 구강센서에서 필요로 하는 바이어스 회로를 구강센서 칩 내부에서 만들어주었다. 제안된 DC-DC 변환기 회로는 기준전류 발생기(reference current generator) 회로의 IREF를 이용하여 전압 레귤레이터(voltage regulator)에 필요한 기준전류와 바이어스 전류를 각각 공급해준다. 이들 전류가 각각의 전압 레귤레이 회로에서 해당되는 기준전압을 생성하여 부궤환(negative feedback)에 의해 목표전압을 regulation하게 된다. 그리고 기준전류가 전류 복사비(current mirror ratio)에 의해 mirroring되어 정전류인 IB0/IB1을 공급해주고, VREF 전압을 공급해주도록 설계하였다. $0.18{\mu}m$ X-ray CMOS 이미지 센서 공정을 이용하여 설계된 구강센서의 DC-DC 변환기의 출력 전압의 평균 전압, ${\sigma}$와 $4{\sigma}$는 양호한 측정 결과를 얻었다. 그리고 line-pair pattern 영상은 blurring 없이 높은 해상도 특성을 보였으며, 좋은 구강 영상을 획득하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.172-173
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• 2012

최근 의료산업에서는 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체센서와 성숙된 기술. 본 연구에서는 non-alkali 기판에 evaporation 및 RF magnetron sputtering법으로 기판온도를 증가시키며 CdTe막을 증착하였다. 또한, RF magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 증착한 CdTe막을 진공 및 대기 중에서 후열처리한 후 미세구조 변화를 관찰하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.245-247
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• 2022

엑스선 후방산란 영상획득기술은 물체에서 산란되는 엑스선을 활용하여 피조사체 내부 영상을 획득할 수 있는 기술로 영상획득을 위해서는 시스템은 엑스선 발생장치와 산란 엑스선을 측정하기 위한 검출시스템을 포함하여야 한다. 엑스선 후방산란 영상획득장치는 고속으로 회전하는 회전 콜리메이터를 통해 생성되는 엑스선을 샘플링 간격으로 실시간 신호를 획득하여야 하며 이를 위해서는 고속 신호획득장치가 요구된다. 우리는 후방산란 영상획득장치를 위해 대면적 플라스틱 섬광체(500×600×50mm3)와 광증배관으로 구성된 후방산란 엑스선 획득용 센서부에서 생성되는 신호의 변환 및 전달하기 위한 고속 다채널 신호획득장치를 개발하였다. 개발한 후방산란 영상획득용 검출시스템은 최소 15u초 간격으로 신호의 획득이 가능하며 최대 6채널의 신호의 변환 및 전달이 가능한 시스템으로 고속 후방산란 엑스선 영상획득이 가능하다. 개발된 검출시스템은 개별 센서의 보정을 위한 전압, 신호이득, 저레벨 제거 등의 원격 조절 기능을 포함한다. 현재 우리는 다양한 조건에서 엑스선 후방산란 영상획득을 적용 시험을 수행하고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.7-14
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• 2012

X-ray용 CMOS 영상 센서의 대조 해상도는 신호처리부 첫 단의 sample-and-hold 회로에서 단일 MOS 스위치를 사용하거나 이를 개선한 bootstrapped clock circuit을 스위치로 사용할 경우에도 높은 신호에서 제한되는 문제를 가지고 있다. Bootstrapped clock circuit을 이용하는 sample-and-hold 회로가 charge injection 현상으로 인해 sample 신호의 왜곡을 일으키기 때문이다. 본 논문에서는 계산을 통해 필요로 하는 범위의 L(Inductor)값 구현을 위해 표준 CMOS 공정에서 구현 가능한 micro-inductor를 3차원 구조로 설계하였고, 이를 이용하여 센서의 대조 해상도 혹은 ENOB(Effective number of bit)값이 향상된 sample-and-hold 회로를 제안하였다. 0.35 um CMOS 공정에서 BCC를 이용해 설계된 sample-and-hold 회로에 최적화된 L 값을 갖는 micro-inductor를 추가하여 ENOB가 17.64 bit에서 18.34 bit로 약 0.7 bit의 해상도 상승을 시뮬레이션으로 검증하였다. 제안된 micro-inductor 방법은 고해상도를 필요로 하는 mammography의 경우 환자가 받는 방사선량을 줄이는 효과가 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.147-149
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• 2006

본 연구는 산업용과 의료용에 사용되는 비파괴 검사용 X 선 영상시스템에 이용되는 X 선을 직접 감지하는 방식의 센서를 실리콘 반도체 재료를 사용하여 개발하는데 목적이 있다. 현재 사용되고 있는 비파괴 시험 용 검사 방법은 X-선을 사용하고 감지 필름 또는 고가의 감지재료를 사용하고 있으나 본 과제에서는 경제성이 있으며 기술기반이 확고한 실리콘 재료를 사용하고 디지털 촬영 방식을 도입하여 컴퓨터로 시험결과를 영상 처리한다는 장점이 있으며 영상 자료의 컴퓨터 베이스 처리와 영상 저장이 편리하게 이루어졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.345-345
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• 2012

최근 의료산업에서는 고해상도 및 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체 센서(CdTe, CdZnTe 등)와 성숙된 기술, 집적효율이 뛰어난 CMOS 공정을 이용한 제품을 출시하여 대면적화 및 고집적화가 가능하게 되어 응용분야가 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만 이 역시 고 성능의 X-선 동영상 구현을 위해서는 고 해상도 문제, 검출효율 문제, 대면적화의 어려움이 있다. 기존의 X-선 광 도전층의 증착은 증착 속도와 박막 품질에서 우수한 Evaporation 법이 사용되고 있다. 한편, 대면적에 균일한 박막형성이 가능하기 때문에 양산성에서 우월성을 가지는 sputtering법의 경우, 밀도가 높은 소결체 타겟의 제조가 힘들뿐만 아니라 증착 속도가 낮아 장시간 증착 시 낮은 소결밀도로 인한 타겟 Particle 영향으로 인해서 대 면적에 고품질의 박막을 형성하기가 어렵다. 하지만 최근 소결체 타겟 제조기술 발달과 함께, 대면적화와 장시간 증착에 대한 어려움이 해결되고 있어 sputtering 법을 이용한 고품질 박막 제조 기술의 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 $50{\times}50$ mm 크기의 non-alkali 유리기판(Corning E2000) 위에 Evaporation과 RF magnetron sputtering을 사용하여 다양한 기판온도 (RT, 100, 200, 300, $350^{\circ}C$)에서 $1{\mu}m$의 두께로 CdTe 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering의 경우 CdTe 단일 타겟(50：50 at%)을 사용하였으며 Base pressure는 약 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하까지 배기하였고, Working pressure는 약 $7.5{\times}10^{-3}$ Torr에서 증착하였다. 시편과 기판 사이의 거리는 70 mm이며 RF 파워는 150 W로 유지하였다. CdTe 박막의 미세구조는 X-ray diffraction (XRD, BRUKER GADDS) 및 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi)를 사용하여 측정하였다. 또한, 조건별 박막의 조성은 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS, Horiba, 7395-H)을 사용하여 평가하였다. X-선 동영상 장치의 구현을 위해서는 CdTe 다결정 박막의 높은 흡수효율, 전하수집효율 및 SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 물성이 요구된다. 이러한 물성을 나타내기 위해서는 CdTe 박막의 높은 결정성이 중요하다. Evaporation과 RF magnetron sputtering로 제작된 CdTe 박막은 공정 온도가 증가함에 따라 기판상에 도달하는 스퍼터 원자의 에너지 증가로 인해서 결정립이 성장한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CdTe 박막이 직접변환방식 고감도 X-ray 검출기 광도 전층 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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• pp.15-18
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• 2003

In recent years, there has been keen interest in phosphor materials responding X-ray. Cesium iodide of the materials is a material with a high $\gamma$-ray stopping power due to its relative high density and atomic number. CsI is noted for its high resistance to thermal and mechanical shock due to the absence of a cleavage plane. To design the structure of CsI detector, we analysed the structure with SEM and XRD and measured UV meter.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.371-376
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• 2014

CdTe 멀티에너지 X선 영상센서와 ROIC를 패키징 하기 위한 flip chip bump bonding, Au wire bonding 및 encapsulation 공정조건을 개발하였으며 성공적으로 모듈화 하였다. 최적 flip chip bonding 공정 조건은 접합온도 CdTe 센서 $150^{\circ}C$, ROIC $270^{\circ}C$, 접합압력 24.5N, 접합시간 30s일 때이다. ROIC에 형성된 SnAg bump의 bonding이 용이하도록 CdTe 센서에 비하여 상대적으로 높은 접합온도를 설정하였으며, CdTe센서가 실리콘 센서에 비하여 쉽게 파손되는 것을 고려하여 접합압력을 최소화하였다. 패키징 완료된 CdTe 멀티에너지 X선 모듈의 각각 픽셀들은 단락이나 합선 등의 전기적인 문제점이 없는 것을 X선 3D computed tomography를 통해 확인할 수 있었다. 또한 Flip chip bump bonding후 전단력은 $2.45kgf/mm^2$ 로 측정되었으며, 이는 기준치인 $2kgf/mm^2$ 이상으로 충분한 접합강도를 가짐을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1704-1710
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• 2020

컨테이너 검색을 위해 사용되는 고에너지 X-선 영상획득용 검출기는 입사되는 고에너지 X-선을 효과적으로 획득하기 위하여 MeV X-선 수집이 충분히 수행될 수 있는 두께의 섬광체를 사용한다. 컨테이너 검색기에서는 섬광체에 입사되는 X-선의 에너지는 일반적으로 최대 9MeV의 X-선이 사용된다. 그러므로 고에너지 X-선 광자를 효과적으로 수집하기 위해서는 수 cm 두께의 섬광체가 이용되어야 하며 섬광체의 두께는 신호의 수집효율에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 컨테이너 검색에 사용되는 CdWO4 섬광체와 소면적의 센서를 활용한 영상검출기의 설계조건에 대한 연구를 기술하고 있다. 이를 위하여 본연구에서는 섬광체의 적절한 두께와 섬광체 표면의 반사율에 따른 빛 수집효율을 계산하기 위하여 MCNP6와 DETECT2000을 활용하여 다양한 조건에서 X-선 거동과 빛의 거동에 대한 모사를 수행하였다. 빛 수집효율 계산결과 섬광체 표면의 반사율이 낮은 경우 대략 15 ~ 20mm 두께의 섬광체를 선정하는 것이 적합하였으나 반사율이 높아짐에 따라 대략 25 ~ 30mm 두께의 CdWO4 섬광체를 선정하는 것이 적합한 것으로 확인되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1049-1056
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• 2021

본 연구의 목적은 일반촬영용 호흡 동기화 장치를 개발하여 호흡 협조가 어려운 환자의 가슴 검사를 할 때 들숨의 재현성을 높이는 것이다. 공기압 센서를 이용하여 호흡 동기화 장치를 자체 제작(X-RSD)하였고, 심폐소생술용 마네킹에 벤틸레이터를 연결하여 공기를 주입하였다. 이때 주입한 공기의 양은 SkillReporting 장치를 이용하여 정량화하였다. 마네킹의 가슴에 X-RSD를 위치한 후 공기의 양을 200-700 cc까지 100 cc 씩 총 6 단계를 나눠서 검사하였다. 오차 평가는 총 80회씩 반복 측정하여 X-RSD의 민감도를 측정하였고 민감도는 100%로 매우 정교한 결과 값을 얻을 수 있었다. 이후 가슴 측면검사를 X-RSD를 보면서 검사한 영상과, 암맹 검사한 영상을 비교평가 하였고, X-RSD의 폐 용적이 암맹 검사보다 용적도 크게 측정되고, 편차도 적게 측정되었다. 종합적으로 X-RSD를 이용하면 협조가 어려운 환자의 가슴검사에 도움을 줄 수 있으며, 일반촬영의 재촬영률을 줄여 전체적인 피폭선량 감소에 기여가 가능할 것이라 사료된다.