• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.251-253
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• 2002

We have fabricated a novel Vertical Trench Hall-Effect Device sensitive to the magnetic field parallel to the sensor chip surface for non-contact angular position sensing applications. The Vertical Trench Hall-Effect Device is 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 is measured.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 추계산학기술 심포지엄 및 학술대회 발표논문집
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• pp.169-172
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• 2001

다층 MEMS구조의 기초기판쌍 소재로 쓰일 수 있는 Si∥SiO₂/Si₃N₄∥Si 기판쌍의 직접접합 가능성을 확인하기 위해서 2000Å-SiO₂와 500Å-Si₃N₄층을 가진 직경 10cm의 실리콘 기판을 각각 친수성 및 소수성 표면세척을 하고 청정분위기에서 경면끼리 가접을 실시하였다. 가접된 기판쌍을 통상의 박스형 전기로를 이용하여 400, 600, 800, 1000, 1200℃ 범위에서 2시간 동안 가열하여 접합을 완료하였다. 완성된 기판쌍을 적외선분석기를 이용하여 접합면적을 확인하였고, 면도칼 삽입법으로 접합계면에너지를 측정하였다. 실험온도 범위 내에서 Si∥SiO₂/Si₃N₄∥Si 기판쌍은 1000℃ 이상에서 접합계면에너지는 2,344mJ/㎡을 나타냈으며, 이는 기존의 Si/Si의 동종접합기판쌍과 동등한 수준의 접합강도로서 부가가치가 큰 새로운 조합의 기판쌍 제조가 가능하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권7호
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• pp.26-33
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• 1999

4빔 브릿지형 압저항형 실리콘 가속도 센서에서 빔의 위치가 가속도 센서의 특성에 어떤 영향을 주는지 조사하기 위해서 빔의 위치가 서로 다른 3가지 형태의 가속도 센서를 FEM(finite element method)을 사용하여 해석하고, SDB(silicon direct bonding) 웨이퍼를 사용하여 RIE(reactive ion etching)와 KOH(potassium hydroxide) 애칭 공정으로 제조하였다. 세가지 형태의 가속도 센서에 대한 FEM 해석 경과, 첫 번째 공진 주파수와 Z축 감도는 세구조 모두 같게 나타났으나, 두 번째와 세 번째의 공진 주파수 및 X, Y축의 감도는 다른 것으로 나타났다. 제조된 가속도 센서의 특성을 살펴볼 때, 세 가지 형태의 센서는 비록 첫 번째 공진 주파수와 Z축 감도가 정확하게 일치하지는 않았지만, 첫 번째 공진 주파수는 1.3 ~ 1.7 KHz, Z축 감도는 5 V 인가시 180 ~ 220 lN/G, 타축감도는 1.7 ~ 2 %를 가지는 것으론 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.310-313
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• 2002

Structures obtained with a direct boning of two FZ silicon wafers joined in such a way that a smooth surface of one wafer was attached to the grooved surface of the other were studied. A square net of grooves was made with a conventional photo lithography process. After high temperature annealing the appearance of voids and the rearrangement of structural defects were observed with X-ray diffraction topography techniques. It was shown that the formation of void free grooved boundaries was feasible. In the cases when particulate contamination was prevented, the voids appeared in the grooved structures could be eliminated with annealing. Since it was found that the flattening was accompanied with plastic deformation, this deformation was suggested to be intensively involved in the process of void removal. A model was proposed explaining the interaction between the structural defects resulted in "a dissolution" of cavities. The described processes may occur in grooved as well as in smooth structures, but there are the former that allow to manage air traps and undesirable excess of dislocation density. Grooves can be paths for air leave. According to the established mechanisms, if not outdone, the dislocations form local defect arrangements at the grooves permitting the substantial reduction in defect density over the remainder of the interfacial area.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.55-59
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• 2018

본 연구에서는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB (silicon-direct-bonding) 웨어퍼 상에 형성된 다이아프램(diaphragm)에 제조된 전단응력형 압전저항 특성을 분석하였다. 다이아프램은 MEMS (Microelectromechanical System) 기술을 이용해 형성하였다. TMAH 수용액을 이용해 웨이퍼 후면을 식각하여 형성된 다이아프램 구조는 각종 센서제작에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다이아프램 상에 형성시킨 전단응력형 압전저항의 최적의 형상조건을 ANSYS 시뮬레이션을 통하여 찾고 실제 반도체 미세가공기술을 이용해 다이아프램 구조를 형성시키고 이에 붕소(boron)을 주입하여 형성시킨 전단응력형 압전저항의 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 압력감지 다이아프램은 정방형으로 제조되었다. 다이아프램의 모서리의 중심부에서 동일한 압력에 대한 최대 전단응력은 구조물이 정방형일 때 발생한다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 따라서 압전저항은 다이아프램의 가장자리 중앙에 위치시켰다. 제조된 전단응력형 압전저항은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였고 $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ 크기의 다이아프램에 형성된 압전저항의 감도는 $183.7{\mu}V/kPa$로 나타났으며 0~100 kPa 범위의 압력에서 1.3%FS의 선형성을 가졌으며 감도의 대칭성 또한 우수하게 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.427-430
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• 2001

절연 특성이 기존의 SiO$_2$ 보다 우수한 500 두께의 SiN$_4$층을 두 단결정 실리콘사이의 절연막질로 채택하고 직접접합시켜 직경 10cm의 Si(100) /500 -Si$_3$N$_4$/Si (100) 기판쌍을 제조하였다. p-type (100) 실리콘기판을 친수성, 소수성을 갖도록 습식방법으로 세척한 두 그룹의 시편들을 준비하였다. 기판전면에 LPCVD로 500 $\AA$ 두께의 Si$_3$N$_4$∥Si(100) 기판을 성장시키고 실리론 기판과 고청정상태에서 가접시킨 후, 선형열원의 이동속도를 0.1mm/s로 고정시키고 선형 입열량을 400~1125w 범위에서 변화시키면서 직접접합을 실시하였다. 접합된 기판은 적외선 카메라로 계면 접합면적을 확인하고 razor blade creek opening 측정법으로 세정 방법에 따른 각 기판쌍 그들의 접합강도를 확인하였다. 접합강도가 측정된 기판쌍은 high resolution transmission electron microscopy (HRTEM )을 사용하여 수직단면 미세구조를 조사하였다. 입열량의 증가에 따라 두 그를 모두 접합율은 큰 유의차 없이 765% 정도로, 소수성 처리가 된 기판쌍의 접합강도는 1577mJ/$m^2$가지 선형적으로 증가하였으나, 친수성 처리가 된 기판쌍은 주어진 실험 범위에서 입열량의 증가에 따라 큰 변화 없이 2000mj/$m^2$이상의 접합 강도를 보였다 친수성 처리가 된 기판쌍의 수직단면 미세구조를 고분해능 투과전자현미경으로 각인한 결과 모든 시편의 실리콘과 Si$_3$N$_4$사이에 25 $\AA$ 정도의 SiO$_2$ 자연산화막이 존재하여 중간충 역할을 함으로서 기판접합강도를 향상시키는 것으로 판단되었다.

• 센서학회지
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• 제11권1호
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• pp.54-59
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• 2002

본 논문은 Si기판 직접접합기술과 전기화학적 식각정지를 이용하여 마이크로 시스템용 매몰 공동을 갖는 SOI 구조물의 일괄제조에 대한 새로운 공정기술에 관한 것이다. 저비용의 전기화학적 식각정지법으로 SOI의 정확한 두께를 제어하였다. 핸들링 기판 위에서 Si 이방성 습식식각으로 공동을 제조하였다. 산화막을 갖는 두 장의 Si기판을 직접접합한 후, 고온 열처리($1000^{\circ}C$, 60분)를 시행하고 전기화학적 식각정지로 매몰 공동을 갖는 SDB SOI 구조를 박막화하였다. 제조된 SDB SOI 구조물 표면의 거칠기는 래핑과 폴리싱에 의한 기계적인 방법보다도 우수했다. 매몰 공동을 갖는 SDB SOI 구조는 새로운 마이크로 센서와 마이크로 엑츄에이터에 대단히 효과적이며 다양한 응용이 가능한 기판으로 사용될 것이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.913-916
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• 2005

This paper describes the design, fabrication and characteristics of a piezoelectric valve using MCA(Multilayer ceramic actuator). The MCA valve, which has the buckling effect, consists of three separate structures; MCA, a valve actuator die and an a seat die. The design of the actuator die was done by FEM modeling and displacement measurement, respectively. The valve seat die with 6 trenches was made, and the actuator die, which is driven to MCA under optimized conditions, was also fabricated. After Si-wafer direct bonding between the seat die and the actuator die, MCA was also anodic bonded to the seat/actuator die structure. PDMS sealing pad was fabricated to minimize a leak-rate. It was also bonded to seat die and SUS package. The MCA valve shows a flow rate of 9.13 sccm at a supplied voltage of 100 V with a 50 % duty cycle, maximum non-linearity was 2.24 % FS and leak rate was $3.03{\times}10^{-8}pa$. $m^3/cm^2$.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.514-519
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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 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 30$0^{\circ}C$ 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}$ 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.

• 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.