• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.74-80
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• 1994

Silicon direct bonding technology is very attractive for both silicon-on-insulator devices and sensor fabrication because of its thermal stress free structure and stability. The process of SDB includes hydration of silicon wafer and heat treatment in a wet oxidation furnace. After hydration process, hydroxyl groups of silicon wafer were analyzed by using Fourier transformation-infrared spectroscopy. In case of hydrophilic treatment using a ($H_{2}O_{2}\;:\;H_{2}SO_{4}$) solution, hydroxyl groups are observed in a broad band around the 3474 $cm^{-1}$ region. However, hydroxyl groups do not appear in case of diluted HF solution. The bonded wafer was etched by using tetramethylammonium hydroxide etchant. The surface of the self etch-stopped silicon dioxide is completely flat, so that it can be used as sensor applications such as pressure, flow and acceleration, etc..

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.5
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• pp.400-406
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• 1999

Piezoresistive flow sensors with four different types of microbeam structures were fabricated using (100), n/$n^+$/n three-layer silicon wafer and their characteristics were investigated. Piezoresistors were formed through boron diffusion and its values were about $1\;k{\Omega}$. Three-dimensional silicon microbeams were constructed by porous silicon micromachining and curled microbeams were fabricated by the difference in the thermal expansion coefficient between silicon and metal. The output response of the fabricated sensor was evaluated through half- bridge. The output voltage increased with increasing length of microbeam at the same flow velocity, while the detectable measurement range extended with decreasing length of microbeam. The output voltage of the fabricated sensors were increased with quotient of 3.2 of the flow rate since the stress of the beam versus the gas flow showed non-linear characteristics.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.11a
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• pp.54-56
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• 2002

본 논문에서는 뇌압을 측정하기 위해 LC 공진을 이용한 압력센서를 제작하고 그 성능을 시험하였다. 원격 측정용 압력센서는 움직이는 전극역할을 하는 p+ 박막이 있는 실리콘 기판과 고정된 평면 코일이 있는 유리 기판으로 구성되어 있다. 압력에 따라 두 전극 간의 간격이 달라지고 이에 따른 캐피시턴스가 변화하여 공진주파수가 변화하게 된다. 원격 측정용 외부 안테나를 이용하여 측정회로의 공진 주파수에서 위상의 변화를 측정하여 압력을 측정한다. 상부기판은 실리콘 기판을 도핑하여 p+ 막을 형성하고 금속막을 증착하여 전극을 형성한 후 실리콘을 식각하여 완성하고. 하부기판은 유리 기판 위에 금속막을 증착한 후. 전기도금으로 평면 코일을 형성하고 다시 금속막을 증착하여 전극을 형성하여 제작한다. 압력을 변화시킬 때 전극간의 간격의 변화에 따른 공진주파수에서의 위상의 변화를 외부 안테나에 연결된 측정회로를 통해 측정한다. 측정결과 공진주파수인 160 Mhz에서 -0.08 $deg/mmH_2O$의 감도를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.51 no.3
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• pp.258-264
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• 2007

Novel fluoride sensory systems have been successfully developed. Previously developed method of the fluoride-induced lactonization to fluorescent molecules was detailed, and newly developed fluoride-induced aromatic cyclization scheme was introduced. Based on the strategies using the specific affinity of fluoride to silicon, our systems are highly selective for fluoride ion. Incorporation of the developed sensor to a conjugated polymer has successfully enhanced its sensitivity to fluoride ion.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.116.1-116.1
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• 2016

반도체 가스센서에서는 가연성 및 탄화수소계 가스를 감지 하기 위해서 $100{\sim}500^{\circ}C$ 이상의 동작온도를 필요로 한며, 이에 따라 반도체식 가스센서의 마이크로 히터 소재는 고온에서 열적 안정성이 있는 소재가 요구된다. 현재 상용화되고 있는 반도체식 가스센서는 실리콘(Silicon) 기반의 MEMS 기술을 이용한 가스센서이며, 구조적으로나 성능적 한계가 드러남에 따라 실리콘 이외의 다양한 재료의 MEMS 응용기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 실리콘의 재료적 한계를 극복하기 위해 다공성 알루미늄 산화물(AAO)을 기판으로 사용하여 마이크로 히터를 제작하였다. AAO의 제작에 앞서 CMP, 화학연마, 전해연마를 이용하여 적합한 전처리 공정을 선정하였고, AAO 제작 시 온도, 시간, 전압의 변수를 주어 마이크로 히터 기판에 적합한 공정을 탐색하였다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며, PR(Photo Resist)을 LPR(Liquid Photo Resist)과 DFR(Dry Film Resist)로 각각 2종 씩 선택하여 AAO에 적합한 제품을 선정하였다. 제작된 마이크로 히터는 $1.8mm{\times}1,8mm$로 소형화 하였고, 열손실의 제어를 위해 열확산 방지층을 추가하였다. 구동 온도, 소비전력, 장시간 구동시 안정성의 측정 및 평가는 적외선 열화상 카메라와 kiethly 2420 source meter를 이용하여 측정하였으며, 열확산 방지층의 유 무에 따른 온도 분포 및 소비전력을 비교평가 하였다. 최종적으로는 현재 사용화 되어있는 가스센서들의 소비전력과 비교 평가 하여 논의 하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.14 no.2E
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• pp.12-18
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• 1995

Capactive miro pressure sensor is simulated with finite element methods to analyze the effect of geometrical variation on its performace. Sensor material is th silicon single crystal. The sensor consists of a disk type diaphragm and several bridges connected to a rigid frame. Structural variables in consideration are the thickness of the diaphragm and the bridges, radius of the circular plate, and the number of bridges. Results of static, dynamic and sensitivity analyses reveal the best structure of the sensor among the fifteen cases under investigation.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1760-1762
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• 2000

본 논문은 기존의 $Si_{3}N_4$, SiN 물질 대신 Pt를 사용해 HF 용액속에서 다공질 실리콘과 전극을 동시에 형성하는 기술을 개발하였다. Pt를 실리콘 웨이퍼 위에 직접 증착한 후 습식 에칭과 Lift-off 공정을 사용하여 Pt를 패터닝하였다. 습식 에칭은 에칭용액의 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하며, 증착한 Pt 박막이 BOE 에칭에 견디고, Lift-off 공정이 가능하기 위해서는 기판온도를 l100$^{\circ}C$ 이하로 해야한다. Pt를 사용하면 기존의 mask에서 발생하는 가장자리 부분에서의 전류 집중이 방지되기 때문에 다공질 실리콘이 일정한 깊이로 형성되고, Al대신 오믹 전극으로 사용할 수 있다. 현재 Pt를 mask와 전극으로 이용한 P-I-N UV detector, 광 바이오센서, 습도센서 제작등에 응용 연구가 진행되고 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1643-1644
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• 2006

본 논문에서는 마이크로/나노 다공질 실리콘 기판에 여러 형태의 전극을 형성하여 혈액 중의 요소, 콜레스테롤, AST, ALT 농도를 검출하는 바이오센서를 제각하고, 그 특성을 고찰하였다. 다공질 실리콘에 제작된 전극들은 모두 평면전극에 비해서 높은 감도증가를 나타내었는데, 이것은 다공질 실리콘 구조를 통한 유효전극면적의 증가에 기인하는 것으로 생각된다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.3 no.1
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• pp.19-25
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• 1994

When etching rectangular convex corners of silicon using anisotropic etchants such as KOH, deformation of the edges always occurs due to undercutting. Therefore, it is necessary to correct the mass pattern for compensation. Experiments for the compensation method to prevent this phenomenon were carried out. In the result, the compensation pattern of a regular square is suitable for acceleration sensors considering space. With this consequence, silicon piezoresistive acceleration sensor with compensated square pillar type of mass has been fabricated using SDB wafer.

• 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.