• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.352-353
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• 2006

가스센서용 마이크로 히터 제작에는 표연 마이크로 머시닝 또는 벌크 마이크로머시닝 기술을 이용한다. 표면 마이크로 머시닝에 의한 마이크로 히터 (MHP) 구조의 경우, 기판과 박막간의 폭이 좁기 때문에 에칭 공정 후 세정이 잘 이루어지지 않으면 열적 절연이 잘 이루어지지 않아서 히터와 센서의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 표면 마이크로 머시닝 기술에 의한 가스 센서용 마이크로 히터를 제작한다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 성분으로 하며, $100{\mu}m\;{\times}\;100{\mu}m$의 면적과 350 nm 의 두께를 갖는 가스 센서용 마이크로 히터를 제작하였다. 이를 위하여 ANSYS를 통한 유한요소해석에 의한 열분포 해석으로 최적구조를 확인하였다. 센서로의 열 전달 효율을 높이기 위해 센서 박막은 히터 위에 적층하였다. 실리콘 표면과 마이크로 히터와의 간격은 에칭 공정을 통하여 $2{\mu}m$로 하였으며, 이 공간에서는 에칭 및 세정 후에 이물질이 깨끗이 세정되지 않고 남아 있거나, 습식 공정 중에 수분의 장력에 의한 열전연성이 나빠질 수 있는 등 단점이 있다. 이는 건식 등방성 에칭 공정을 통하여 해결하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.73-79
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• 2001

정전기력을 이용하는 마이크로가속도계 센서는 단결성 실리콘 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼의 기판에 절전재료 적층과 등방성 및 이방성 부식공정으로 제작한다. 마이크로가속도 센서 개발에는 3차원 미소구조체의 제작공정에서 가열 및 냉각공정의 온도구배로 야기되는 포핑업과 같은 열변형 해석이 최적 형상설계에 중요한 요건이다. 본 연구에서는 양자역학적 현상인 턴널링전류 원리로 승용차 에어백의 검침부 역할을 하는 마이크로가속도 센서의 제조공정에서 소착현상을 방지하는 부가 비임과 턴널갭의 FIB 절단가공과 백금 적층공정의 열적 거동을 해석한다. 마이크로머시닝 공정에서 온도의존성을 고려하여 연성해석하고 유한요소법의 상용코드인 MARC K6.1로 분석한 결과를 단결정 실리콘 웨이퍼로 가공하는 마이크로가속도 센서의 최적공정 및 형상설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.44 no.1
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• pp.6-9
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• 2007

Twenty four types of thermopile for micro spectrometer infrared sensors were fabricated on low-stress Si3N4 membranes with $l.2{\mu}m-thickness$ using MEMS technology. Thermopile were designed and fabricated for optimum conditions by five parameters of thermocouple numbers $(16\sim48)$, thermocouple line widths $(10{\mu}m-25{\mu}m)$, thermocouple lengths $(100{\mu}m-500{\mu}m)$, membrane areas $(12mm2\sim2.52mm2)$ and junction areas $(150{\mu}m2\sim750{\mu}m2)$, respectively. It was thought that measurement results could be used for thermopile infrared sensors optimum structure for micro spectrometers.

• 전기의세계
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• v.41 no.2
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• pp.6-11
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• 1992

본고는 일본 Paress Journal사에서 간행된 <'90박막응용전자 디바이스) 지[1] 및 최근의 마이크로 센서 관련 보고[2-4]들을 토대로 박막형 마이크로 센서의 최신 관련기술 및 연구동향을 요약, 정리한 것이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2369-2371
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• 2005

MEMS 기술을 이용하여 마이크로 $H_2$ 가스센서를 제작하고 마이크로 히터의 열적 특성과 $H_2$ 가스 농도 변화에 따를 마이크로 가스센서에 대한 감도를 분석하였다. 마이크로 가스센서의 전압 인가에 따른 히터의 온도는 1.0V에서 $250-280^{\circ}C$의 고온 특성을 보였으며, 동작온도 $250^{\circ}C$에서 $H_2$ 가스는 $SnO_2/V_2O_5/Pd$의 감응물질을 도포한 센서의 반응이 우수한 특성을 확인하였다. 동작 온도 $250^{\circ}C$ $H_2$ 농도 5000ppm의 조건에서 $SnO_2/V_2O_5/Pd$의 감응물질을 도포한 가스센서에서 $H_2$ 흡착 반응 시간은 3sec이 탈착 반응 시간은 8-10sec의 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2006.05a
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• pp.251-254
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• 2006

마이크로 흐름센서는 종래의 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 소형으로 제작이 가능하며, 빠른 응답특성을 가지는 장점이 있어 다양한 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 설계하여 왔다. 이러한 흐름센서의 정확한 온도특성을 분석하고 이 결과로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 필요가 있다. 설계방법으로서 표계산 소프트웨어 Excel을 이용하여 열운송방정식의 차분 방정식을 매크로 기능을 이용하여 적용하고 워크시트 내에서 셀 참조방식을 활용하여 자동 계산을 수행하도록 구현하였다. 본 연구에서는 Excel을 활용한 효율적인 설계방법을 제시하고 하나의 히터와 양측에 한 쌍의 온도 감지막을 가진 마이크로 흐름센서에 대해서 열전달 특성을 계산하고 이로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.103.2-103.2
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• 2014

최근 생활 수준이 향상되면서 보다 쾌적하고, 안전하고, 편안하고, 행복한 삶을 위해 주변 환경 모니터링 기술에 대한 관심이 더욱 증대되고 있는 실정이다. 환경모니터링을 위해서는 다양한 고기능 화학센서들이 필요하며, 이에 대한 연구 또한 매우 활발히 진행되고 있다. 특히, 이러한 고기능 화학센서들은 높은 수준의 감도, 선택성, 안정성 등을 요구받고 있어, 이에 부응하기 위한 연구가 지속적으로 필요한 상황이다. 또한, 더욱 초소형화, 저전력화, 고집적화도 에너지 효율 향상과 휴대 기능을 위해 추가적으로 요구되고 있다. 이러한 차세대의 고기능 환경센서 개발을 구현하기 위해서는 여러가지 요소기술이 필요하며, 그 중 마이크로 공정 기술, 나노 소재와 공정 기술이 요소 기술 중 핵심적인 기술로 부각되고 있다고 할 수 있다. 본 발표에서는 최근 이슈가 되고 있는 환경문제에 대하여 언급하고, 환경을 실시간 모니터링하기 위하여 최신 마이크로/나노 기술을 활용한 화학센서의 연구사례를 가스센서와 수질센서로 크게 나누어 살펴보고, 향후 연구 방향에 대하여 논의하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.1898-1899
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• 2005

반도체 집적회로 공정에서 사용되는 폴리이미드 포토레지스트(P12723, Dupont)를 감습막으로 사용하는 마이크로 습도센서 소자를 제작하였다. 마이크로 습도센서는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 $SiO_2$ 박막을 건식열산화 공정으로 제작하고, Al 박막을 포토리소그라피 공정으로 패터닝 한 IDT (Interdigital Transducer)를 전극 위에 폴리이미드 포토레지스트를 공정변수를 다양하게 조절하면서 감습막으로 제작하였다. 폴리이미드 감습막은 스핀코팅법으로 제작하였으며, 회전수를 조절하여 두께를 변화시켰다. 완성된 마이크로 습도센서 소자의 상대습도 변화$(10{\sim}90% RH)$에 따른 정전용량 값 변화를 항온항습조 내에서 다양한 온도에서 HP4192A Impedance Analyzer를 사용하여 조사함으로써, 폴리이미드 포토레지스트를 사용하는 마이크로 정전용량형 습도센서의 제작 가능성을 검토하였다. 폴리이미드 정전용량형 마이크로 습도센서는 다양한 인가 전원 주파수에서 기준 센서로 사용된 상용 Vaisala Hygrometer와 유사한 감습특성 및 응답특성을 보였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.23 no.5
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• pp.415-423
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• 2019

In this paper, a design method for a high-sensitivity microstrip patch sensor antenna (MPSA) loaded with a bent-slot was studied for the permittivity measurement. The bent-slot similar to a single-ring complementary split ring resonator was added along a radiating edge of the patch in order to enhance the sensitivity to the permittivity. The sensitivity of the proposed MPSA was compared with that of a conventional rectangular MPSA and a thin rectangular-slotted MPSA. Three MPSAs were designed and fabricated on a 0.76-mm-thick RF-35 substrate so that the input reflection coefficient would resonate at 2.5 GHz in the absence of the superstrate under test. When five different Taconic substrates with a relative permittivity ranging from 2.17 to 10.2 were used as the superstrate under test, experiment results show that the sensitivity of the proposed MPSA, which is measured by the shift in the resonant frequency of the input reflection coefficient, is 4.1 to 6.1 times higher than that of the conventional MPSA.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.4
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• pp.337-345
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• 1997

The micro heater with PSG/$Si_{3}N_{4}$ diaphragm and platinum heater pattern was designed for micro-gas sensor fabrication. The platinum heater and the platinum electrode for sensing layer were designed on the same plane and fabricated in the single photolithography process. The thermal analyses including temperature distribution over the diaphragm and power consumption of the heater were carried by finite element method. The thermal properties of the microsensor with both heater and sensing electrode on the same plane was compared with that of the typical microsensor which had the structure of sensing layer/insulator/heater on the diaphragm.