• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.7
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• pp.26-33
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• 1999

In order to examine the effect of beam location n the performance of bridge type piozoresistive silicon accelerometer, three sensors having different location of beams were simulated by FEN(finite element method) and fabricated by RIE(reactive ion etching) and KOH etching method using SDB(silicon direct bonding) wafer, Results of the FEM simulation present that the 1st resonace frequency and Z axis sensitivity of each sensor are identical but the 2nd, and the 3rd resonace frequency and X, Y axis sensitivity are different. Even though the 1st resonance frequency and Z axis sensitivity measured from fabricated sensors do not perfectly coincide with each other, all 3 type sensors present 180 ~ 220N/G of Z sensitivity at 5 V supply voltage and 1.3 ~ 1.7kHz of the 1st resonance frequency and about 2% of lateral sensitivity.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.5
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• pp.334-340
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• 2000

This paper presents the fabrication of a micro electromagnetic flow sensor for the liquid flow rate measurement. The micro electromagnetic flow sensor has some advantages such as a simple structure, no heat generation, a rapid response and no pressure loss. The principle of the micro electromagnetic flow sensor is based on Faraday's law. If conductive fluid passes through a magnetic field, the electromotive force is generated and detected by two electrodes on the wall of the flow channel. The flow sensor consists of two permanent magnets and a silicon flow channel with two electrodes. The dimension of the flow sensor is $9\;mm\;{\times}\;9\;mm\;{\times}\;1\;mm$. The micro flow channel is mainly fabricated by anisotropic etching of two silicon wafers, and the detection electrodes are fabricated by metal evaporation process. The characteristic of the fabricated flow sensor is obtained experimentally. When the flow rates of water with the conductance of $100-200\;{\mu}S/cm$ are 9.1 ml/min and 62 ml/min, the generated electromotive forces are $261\;{\mu}V$ and 7.3 mV, respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1527_1528
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• 2009

떠 있는 열선 구조를 채택한 고온 구동 마이크로 MEMS 히터의 특성을 평가하고 분석하였다. 고온 MEMS 히터는 적외선을 이용한 광학식 가스센서의 주요한 핵심 부품인 적외선 발광원으로 활용할 수 있다. MEMS 기술을 이용하여 대량생산이 가능하여 가격을 낮출 수 있고 소비전력이 작아 적외선 센서의 광원으로 응용되는 등 관련 분야의 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 실리콘 기판으로부터 떠 있는 실리콘 지지구조물 위에 형성된 백금 저항성으로 고온 발열 동작하는 새로운 구조의 MEMS 히터에 대한 온도 특성을 고해상도 적외선 카메라로 측정한 이미지를 이용하여 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2005.06a
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• pp.1016-1021
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• 2005

A piezoresistive pressure sensor using a silicone rubber membrane has been fabricated on the selectively diffused (100)-oriented n/n+/n silicon substrates by a unique silicon micromachining technique using porous silicon ething. The width, length and thickness of the beam were 120${\mu}m$, 600${\mu}m$ and 7${\mu}m$, respectively and the thickness of the silicone rubber membrane was 40${\mu}m$. By the fusion of silicon beam and silicone rubber membrane, the mechanical strength of the pressure sensor could be highly improved due to smaller shear stress. The effectiveness of the sensor was confirmed through an experiment and FEM simulation in which the pressure sensor was characterized.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.6 no.1
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• pp.24-28
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• 2005

A micromachined biochip with a three dimensional silicon chamber was developed for the construction of biosensors. Anisotropic etching was used fur the formation of the chamber on the p-type silicon wafer(100) and then was glued to the Pyrex glass bottom-substrate with pre-deposited platinum electrode. The electrochemical characterization of its Pt electrode and Ag/AgCl reference electrode was investigated.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.147-150
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• 2003

In this paper, We fabricated a high temperature pressure sensor using SBD(silicon- direct-bonding) wafer of $Si/SiO_2$/Si-sub structure. This sensor was very sensitive because the piezoresistor is fabricated by single crystal silicon of the first layer of SDB wafer. Also, it was possible to operate the sensor at high temperature over $120^{\circ}C$ which is the temperature limitation of general silicon sensor because the piezoresistor was dielectric isolation from silicon substrate using silicon dioxide of the second layer. The sensitivity of this sensor is very high as the measured result of D2200 shows $183.6\;{\mu}V/V{\cdot}kPa$. Also, the output characteristic of linearity was very good. This sensor was available at high temperature as $300^{\circ}C$.

• The Journal of Korea Robotics Society
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• v.2 no.3
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• pp.249-254
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• 2007

본 논문에서는 웨이퍼 레벨 밀봉 실장된 수직 운동 가속도 신호를 감지할 수 있는 초소형 Z축 가속도 센싱 엘리먼트를 제작하였다. 초소형 Z축 가속도 센싱 엘리먼트는 수직 방향의 정전용량 변화를 필요로 하기 때문에 단일 기판상에 수직 단차의 형성을 가능케 하는 확장된 희생 몸체 미세 가공 기술 (Extended Sacrificial Bulk Micromachining, ESBM) 을 이용하여 제작되었다. 확장된 희생 몸체 미세 가공 기술을 이용하면 정렬오차가 없이 상하부 양쪽에 수직 단차를 갖는 실리콘 구조물의 제작이 가능하다. 또한, MEMS 센싱 엘리먼트의 부유된 실리콘 구조물을 보호하기 위하여 웨이퍼 레벨 밀봉 실장 기술이 적용하여 고신뢰성, 고수율, 고성능의 Z축 가속도 센서를 제작하였다. 신호 처리 회로와 가속도 센서를 결합하여 Z축 가속도 센싱 시스템을 제작하였고 운동가속도 범위 10 g 이상, 정지 드리프트 17.3 mg 그리고 대역폭 60 Hz 이상의 성능을 나타내었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.9 no.4
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• pp.25-29
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• 2002

We have fabricated a vertical trench Hall device which is sensitive to the magnetic field parallel to the sensor surface. The vertical trench Hall device has been built on SOI wafer which is produced by silicon direct bonding technology using bulk micromachining, where buried $SiO_2$ layer and surround trench define active device volume. Sensitivity up to 150 V/AT has been measured.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.278-279
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• 2007

본 논문에서는 메조포러스 백금 전극이 적용된 무효소 혈당센서를 실리콘 기판 위에 제작하여 향후 CMOS 회로와의 집적이 가능하도록 설계하였으며, 초소형 무효소 혈당센서 구조의 최적화를 위하여 동일한 면적에서 여러 가지 구조의 센서를 설계 및 제작을 하고 그 결과를 비교 분석하였다. 제작된 무효소 혈당센서는 3전극시스템으로 구성되고 그 특성은 작동전극과 타 전극사이의 간격에 가장 민감한 변화를 보였다. 최적화된 구조를 갖는 센서는 11.1mM glucose실험에서 12.9${\mu}A$의 응답전류를 얻었으며 이 값은 효소를 사용한 센서와 비교하여도 월등히 큰 응답임을 알 수 있었다. 또한 제작된 센서들은 구조 최적화를 위하여 $9mm^2$로 동일한 크기로 실험을 하였지만, 이 크기는 응답전류가 매우 크므로 더욱더 소형화가 가능함을 알 수 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.12.2-12.2
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• 2010

반도체 소자, 바이오 센서, 태양전지 등에서 집적도 및 소자 성능 향상을 위해서 최근 실리콘 소재를 위주로 한 수직 정렬형 와이어 어레이와 같은 3차원 구조의 소재에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 깊은 반응성 이온 식각법(DRIE: Deep Reactive Ion Etching)과 같은 건식 식각법으로 종횡비가 높은 실리콘 와이어 어레이를 제작할 수 있지만 시간과 공정비용이 많이 소요된다는 단점이 있고 양산성이 없다. 이를 극복하기 위해서 VLS (Vapor-Liquid-Solid)방법이 연구되고 있지만 촉매로 사용되는 금속의 오염으로 인한 소자 성능의 저하를 피할 수가 없다. 본 연구진에서 연구하는 있는 전기화학적 식각법을 사용하면 이러한 문제를 극복하고 매우 정렬이 잘 된 실리콘 와이어 어레이를 제작할 수 있으며 최적 조건을 정립하면 균일하고 재현성 있는 다양한 종횡비의 기판 수직형 실리콘 와이어 어레이를 제작할 수 있다. 또한, 귀금속 촉매 식각법은 금속 촉매를 사용하여 식각을 하지만 VLS 방법과 달리 Top-down 방법을 사용하기 때문에 최종 공정에서 용액에 담구어 귀금속을 식각하여 제거 하면 귀금속 촉매가 실리콘을 오염시키는 일은 배제할 수 있다. 귀금속 촉매 식각법의 경우 사용되는 촉매의 다양화, 포토리소그래피 방법, 그리고 식각 용액의 조성 변화에 따라 다양한 형상의 와이어 어레이를 제작할 수 있으며 이에 대한 결과를 소개하고자 한다. 3차원 실리콘 와이어 어레이를 사용하여 동심원형 p-n접합 와이어 어레이를 제작하면 소수캐리어의 확산거리가 짧아도 짧은 동심원 방향으로 캐리어를 포집할 수 있고 태양광의 입사는 와이어 어레이의 수직 방향이므로 태양광의 흡수도 효율적으로 할 수 있기 때문에 실리콘의 효율 향상을 달성할 수 있다. 이에 대한 본 연구진의 연구결과 및 최근 연구 동향을 발표하고자 한다.