• 센서학회지
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• 제11권3호
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• pp.138-144
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• 2002

스테인레스 봉입형 압력센서를 제작하기 위하여 먼저 반도체 제조 및 식각 공정을 통하여 반도체 압력센서를 제작하였다 그리고 이를 glass molding된 스테인레스 housing에 올려놓고 $50\;{\mu}m$ 두께의 스테인레스 박판을 용접한 후 실리콘 오일을 채워 넣고 봉입하여 압력 범위 10 bar 센서를 완성하였다. 이와 같이 제작한 센서와 XTR105 발신기 전용 회로를 결합하여 $4{\sim}20\;mA$ 출력의 압력 발신기를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 온도 보상 전 정확도는 ${\pm}5%$ FS이었으나 보상 후 정확도 ${\pm}1%$ FS로 개선되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.363-366
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• 2005

마이크로 흐름센서는 종래의 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 소형으로 제작이 가능하며, 빠른 응답특성으로 다양한 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기 영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 설계하였다. 흐름센서 중앙에 하나의 히터와 양측에 3쌍의 온도 감지막을 가진 새로운 구조를 제안하고, 제안된 구조의 성능평가를 위해 유한차분법을 이용하석 열운송방정식을 시간영역에서 해석하였다. 성능평가는 제안된 흐름센서 모델에 대하여 공기흐름의 세기 변화에 따른 온도분포를 계산함으로써 실제 흐름센서의 동작을 정량적으로 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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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.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.139-139
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• 2003

많은 압전 후막은 여러 감지소자, 통신 및 사무자동화 기기, 전기 및 전자부품, 의료장비 및 국방산업에 까지 널리 응용되어 왔다. 그 중에서도 압전특성이 뛰어난 PZT 후막은 마이크로 펌프, 밸브, 헤드, 모터, 트랜스듀서 뿐 아니라 최근 바이오칩용 센서와 액추에이터로서 널리 연구되고 있다. 또한 마이크로 센서와 액추에이터 의 제작 및 구동을 위한 MEMS 기술의 도입으로 실리콘 베이스의 소자 개발이 집중되고 있다. 스크린 프린팅 방법은수 마이크론에서 수십 마이크론 후막의 실현이 용이하고 비교적 경제적이며 소자신뢰도가 높고 대량생산에 유리하여 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 후막은 벌크에 비해 기공률이 높고, 또 소자응용에 있어서 고온소결 시 MEMS공정을 위한 실리콘 베이스 기판과의 확산 및 반응에 의 한 계면 및 활물질 성능의 저하가 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 스크린 프린팅과 더불어 졸 코팅 방법의 도입으로 후막의 성형 및 소결 밀도를 높임과 동시에 여러 확산 방지 막의 증착으로 capacitor 형 PZT 후막의 물성 및 전기 적 특성을 향상시키고자 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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• pp.29-33
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• 2000

This paper describes on the temperature characteristics of a SDB(silicon-wafer direct bonding) SOI(silicon-on-insulator) Hall sensor. Using the buried oxide $SiO_2$ as a dielectrical isolation layer, a SDB SOI Hall sensor without pn junction isolation has been fabricated on the Si/$SiO_2$/Si structure. The Hall voltage and the sensitivity of the implemented SOI Hall sensor show good linearity with respect to the applied magnetic flux density and supplied current. In the temperature range of 25 to $300^{\circ}C$, the shifts of TCO(temperature coefficient of the offset voltage) and TCS(temperature coefficient of the product sensitivity) are less than ${\pm}6.7{\times}10^{-3}/^{\circ}C$ and ${\pm}8.2{\times}10^{-4}/^{\circ}C$, respectively. These results indicate that the SDB SOI structure has potential for the development of a silicon Hall sensor with a high-sensitivity and high-temperature operation.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.72-80
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• 1997

실리콘 공정을 이용하여 마이크로 밸브(valve)를 제작할 때에 역방향 누설 유량은 중요한 문제중 하나이다. 본 논문에서는 플래퍼(flapper)와 노즐(nozzle)을 이용하여 누설 유량이 없는 마이크로 밸브를 설계하고, 실리콘 공정을 이용하여 제작하였다. 제작된 마이크로 밸브의 작동원리는 정방향 압력이 가해질 때에는 유체의 압력이 플래퍼를 위로 밀어서 유체를 흐르게 하고, 역방향 압력이 가해질 때에는 플래퍼를 밀지만 이때는 노즐의 입구에 의해 지지되므로 플래퍼나 노즐이 깨지지 않는 한 유체가 흐를 수 없게 된다. 노즐은 (100) 웨이퍼를 습식식각하여 제작하였고, 플래퍼는 역형상을 $20{\mu}m$만큼 플라즈마 식각장비(RIE)로 수직 식각한 뒤 뒷면에서부터 습식식각을 하여 제작하였다. 제작된 마이크로 플래퍼-노즐 밸브의 정적특성을 해석하였고, 순수를 사용한 실험결과와 비교하였다. 실험결과는 제작된 마이크로 플래퍼-노즐 밸브가 완전한 다이오드적인 특성을 가진다는 것을 보여 주었다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.233-241
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• 2000

본 연구에서는 동일한 테스트 구조물을 사용하여 현재 다결정실리콘 표면 미세가공 기술에서 널리 사용되고 있는 여러 가지 점착 방지법들의 성능을 비교하였다. 테스트 구조물로는 다양한 폭과 길이를 갖는 일반적인 cantilever와 dimple, antistiction tip, plate를 가지는 cantilever를 사용하였으며 구조물 형태에 따른 점착 방지 결과를 관찰하였다. 희생층 제거 후 구조물과 기판의 점착을 결정하는 건조과정에서는 증발법과 승화건조법을 사용하였다. 증발법에서는 methanol, IPA, DI water 등을 여러 최종 세척액으로 사용하여 표면장력과 세척 온도에 따른 점착 방지 결과를 비교하였다. 승화건조법에서는 중간 세척액으로 methanol을 사용하였다. 그리고 동일한 실험조건으로 stress gradient가 있는 동일한 구조물을 사용하여 stress gradient에 의한 점착 방지 결과를 관찰하였다. 결론적으로 승화건조법이 여러 가지 증발법보다 우수한 결과를 보여주었고 다결정 실리콘 표면 미세가공 기술로 미세 구조물을 부양시킬 때 승화건조법이 가장 우수한 방법이라고 사료된다.

• 센서학회지
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• 제9권5호
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• pp.389-395
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• 2000

본 논문에서는 보호용 실리콘 산화층과 Al 층을 이용한 $Al_2O_3$ 예비층의 형성을 제안하였다. 실리콘 기판 위의 보호용 산화막 위에 알루미늄을 증착하고 이를 $800^{\circ}C$에서 열처리함으로써 에피텍시 $Al_2O_3$ 예비층 형성시킬 수 있었다. 그리고 형성된 $Al_2O_3$ 예비층위에 ${\gamma}-Al_2O_3$ 층을 형성하였다. ${\gamma}-Al_2O_3$막 성장시 공정의 초기 상태에서 발생하는 $N_2O$ 가스에 의한 Si 기판의 식각을 $Al_2O_3$ 예비층을 이용함으로써 방지할 수 있었다. $Al_2O_3$ 예비층이 초박막 ${\gamma}-Al_2O_3$의 표면의 형태를 개선하는데 많은 효과가 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권12호
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• pp.17-23
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• 2003

서로 다른 동작온도를 가지는 12개의 감지막으로 구성된 고집적형 센서어레이(다이아프램의 크기가 3×5㎟가 설계되고 열동작의 관점에서 최적화되었다. 이 센서어레이는 에칭된 실리콘기판과 접합된 얇은 유리기판 위의 중앙에 하나의 히터가 위치하고 양쪽에 동작온도가 다른 감지박막이 위치하도록 설계됨으로써 개별 마이크로센서 보다 동시에 훨씬 많은 정보를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 마이크로센서 어레이는 다이아프램의 중앙에 하나의 히터만을 가지는 구조를 하고 있기 때문에 고집적 어레이구조를 실현하면서도, 히터를 중심으로 감지박막의 동작온도에 따라 다양한 감지특정을 얻을 수 있다. 또 히터 양쪽의 감지박막의 종류를 다르게 함으로써 다이아프램위의 전 감지막이 모두 다른 감지특성을 가지게 되어 고집적 센서어레이를 구현하기 용이한 구조로 밝혀졌다.