• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1284-1287
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• 2012

본 논문에서 underpass와 via를 갖지 않는 팔각 나선형 박막 인덕터 구조를 제안하고 주파수 특성을 확인하였다. 인덕터의 구조는 Si를 $300{\mu}m$, $SiO_2$를 $7{\mu}m$으로 하였으며, Cu 코일의 폭과 선간의 간격은 각각 $20{\mu}m$으로 설정하여 3회 권선하였다. 나선형 박막 인덕터의 성능을 나타내는 인덕턴스, quality-factor, SRF에 대한 주파수 특성을 HFSS로 시뮬레이션 하였다. 팔각 나선형 박막 인덕터는 0.8~1.8GHz 범위에서 2.5nH의 인덕턴스, 5GHz에서 최대 18.9 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 11.1GHz로 시뮬레이션 결과를 얻었다. 반면에 사각 나선형 박막 인덕터는 0.8~1.8GHz 범위에서 2.8nH의 인덕턴스, 4.9GHz에서 최대 18.9 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 10.3GHz로 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2105-2107
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• 2004

In this study, Spiral inductors on the $SiO_2$/Si(100) substrate were fabricated by the magnetron sputtering method. Cu thin film with the thickness of 2 ${\mu}m$ was deposited on the substrate. Also we fabricated square inductors through the wet chemical etching technique. The inductors are completely specified by the turn width and the spacing between spirals. Both the width and spacing between spirals were varied from 10 to 60 ${\mu}m$ and from 20 to 70 ${\mu}m$, respectively. Inductance and Q factor dependent on the RF frequency were investigated to analyze performance of inductor arrays. Also, We recommend that the reasonable Q-factors, spec's turns and thickness of the coil for inductors cab be set to be ideal condition.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4126-4130
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• 2012

본 논문에서는 고주파수 무선 신호 전송을 위한 AC 커플링(Coupling) 기반의 평면 나선형 인덕터를 제안하고, 이에 대한 다양한 구조의 인덕터를 설계, 모델링 및 특성을 분석하였다. 커패시턴스의 의한 영향을 줄이기 위해서는 두 박막 인덕터가 서로 평행하게 위치함으로서 인덕터 간의 커패시턴스를 줄여야 한다. 이를 위해 두 가지 구조를 제안하였다. 첫 번째 구조는 inter-diagonal 구조로 평행한 두 인덕터의 도선 부분이 겹치지 않게 만든 구조이다. 이 구조의 경우 비록 평행하게 겹치지는 않지만 도선의 두께와 폭이 좁으므로 서로 엇갈리는 위치에 도선이 위치하더라도 실제 커패시턴스의 변화가 작아서 전체적인 S-파라미터의 특성이 크게 변하지 않았다. 두 번째 구조는 On-chip형 구조로 두 박막 인덕터가 평행하게 존재하지만 마주보지 않게 사선형으로 배치한 구조이다. 이 구조의 경우 박막 인덕터 간의 수평거리가 길어짐에 따라 두 번에 걸쳐서 일어나는 공진이 한 번으로 줄어드는 것을 볼 수 있는데, 이는 두 인덕터 간의 거리가 멀어짐으로 인해 박막 인덕터 간의 커패시턴스 영향이 점점 줄어들기 때문이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권12호
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• pp.125-130
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• 2004

본 논문에서는 EM field 시뮬레이션을 통한 CMOS 공정의 온-칩 직사각형 나선 구조의 인덕터 특성을 보여 주고있다. EM field 시뮬레이션을 위해서 ADS 모멘텀을 사용하였으며, 실제 검증은 하이닉스 0.35㎛ CMOS 공정을 이용하여 인덕터를 제작, 측정하였다. 이 연구에서는 일반 CMOS 공정에서의 전송선로의 넓이, 턴 횟수와 같은 기하학적인 변화에 따른 인덕터의 특성이 조사되었다. 실험과 시뮬레이션 결과는 거의 일치하였으며 5이하의 Q- factor를 가질 때 1nH에서 6nH의 인덕턴스 분포를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권3호
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• pp.149-167
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• 2004

Passive components are indispensable in the design and development of microchips for high-frequency applications. Inductors in particular are used frequently in radio frequency (RF) IC's such as low-noise amplifiers and oscillators. This paper gives a broad overview on the on-chip spiral inductors. The design concept and modeling approach of the typical square-shaped spiral inductor are first addressed. This is followed by the discussions of advanced structures for the enhancement of inductor performance. Research works reported in the literature are summarized to aid the understanding of the recent development of such devices.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권8호
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• pp.22-29
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• 2007

[ $0.18{\mu}m$ ] CMOS공정을 이용하여 supply voltage 1.8V에서 2.5Gb/s 이상의 데이터 처리속도를 가지는 2:1 Multiplexer(MUX) 설계를 하였다. High speed 동작을 위한 주파수의 한계를 극복하기 위해서 4.7 nH의 on-chip micro spiral micro inductor $(20\times20{\mu}m2)$가 설계 되었고, 10개 이상의 inductor를 사용하고도 칩 면적 증가가 거의 없으면서 inductive peaking 효과를 극대화할 수 있었다. 칩 측정은 on-wafer로 진행되었고, micro spiral inductor가 있는 2:1 MUX와 그것이 없는 2:1 MUX 각각 측정하여 그 결과를 비교하였다. 측정결과 micro spiral inductor를 가진 2:1MUX가 rise time과 fall time이 1.25Gb/s에서는 rise time이 23%, fall time은 3%의 peaking 개선 효과가 있는 것을 확인하였다. 2.5Gb/s에서는 fall time이 약 5.3%, rise time 3.5%의 개선 효과를 보았다. 전체 소비전력은 61.2mW, 2.5Gb/s에서 voltage output swing은 $180mV_{p-p}$로 측정되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.138-143
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• 2008

본 논문에서 기존 반도체공정들이 갖는 리소그래피와 식각 등의 공정단계를 배제하는 direct-write 공정과 LAM(Laser Ablation of Microparticles) 공정을 이용하여 친환경적인 이점을 가질 수 있는 나선형 인덕터의 구조를 제안하고 주파수 특성을 확인하였다. 인덕터의 구조는 Si를 540${\mu}m$, $SiO_2$를 3${\mu}m$으로 하였으며, Cu 코일의 폭과 선간의 간격은 LAM 공정과 direct-write 공정을 이용할 수 있도록 각각 30${\mu}m$으로 설정하여 2회 권선하였다. 나선형 박막 인덕터의 성능을 나타내는 인덕턴스, quality-factor, SRF에 대한 주파수 특성을 HFSS로 시뮬레이션 하였다. Underpass와 via가 제거된 인덕터는 300-800MHz 범위에서 1.11nH의 인덕턴스, 5GHz에서 최대 38 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 18GHz로 시뮬레이션 결과를 얻었다. 반면에 underpass와 via를 가지는 일반적인 인덕터는 300-800MHz 범위에서 1.12nH의 인덕턴스, 5GHz에서 최대 35 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 16GHz로 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1296-1303
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• 1994

이 논문에서는 TV 튜너로 사용될 수 있는 MMIC 주파수 변환기를 설계하였다. MMIC를 설계한 때에 수동인덕터는 다른 수동소자나 능동소자에 비해서 그차지하는 면적이 매우 크고 원하지 않는 상호 간섭이 일어나 동작특성이 나빠지고 신뢰성과 재현성도 의심하지 않을 수 없다. 그러나 주파수 변환기에 사용되는 증폭기에 능동인덕터를 적용시키면 높은 안정성과 넓은 대역폭을 유지하게 된다. 믹서나 필터 등에도 능동정합을 이용하면 원하는 부분에서 높은 출력을 얻을 수 있다. 이 연구에서는 능동인덕터를 주파수 변환기에 적용하여 기존의 인덕터를 사용한 것과 비교하였다. 능동인덕터와 능동정합을 이용한 주파수 변환기가 기존의 것보다 면적에서 28.6% 줄이면서도 원하는 주파수 대역에서 더 큰 출력 신호를 얻을 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1776-1778
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• 2000

The demands placed on portable wireless communication equipment include low cost, low supply voltage, low power, dissipation, low noise, high frequency of operation, and low distortion. These design requirements cannot be met satisfactorily in many cases without the use of RF inductors. However, implementing the inductor on-chip has been regarded as an impractical task because of excessive substrate capacitance and substantial resistive losses due to metallization and the conductive silicon substrate. Hence, there is a great incentive to design, optimize, and model spiral inductors on Si substrate. So, we analyzed a chip inductors using electromagnetic analysis and established a set of design rules for rectangular spiral inductors.