• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1849-1856
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• 2010

Glass/resin/glass laminate structures are used in the automobile, biological, and display industries. The sandwich structures are used in the micro/nanoimprint process to fabricate a variety of functional components and devices in fields such as display, optics, MEMS, and bioindustry. In the process, micrometer- or nanometer-scale patterns are transferred onto the substrate using UV curing resins. The demodling process has an important impact on productivity. In this study, we investigated the fracture behavior of glass/resin/glass laminates fabricated via UV curing. We performed measurements of the adhesion force and the interfacial energy between the mold and resin materials using the four-point flexural test. The bending-test measurements and the load-displacement curves of the laminates indicate that the fracture behavior is influenced by the interfacial energy between the mold and resin and the resin thickness.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.12 no.6
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• pp.265-272
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• 2003

This paper describes anodic bonding characteristics of MLCA (Multi Layer Ceramic Actuator) to Si-wafer using evaporated Pyrex #7740 glass thin-films for MEMS applications. Pyrex #7740 glass thin-films with same properties were deposited on MLCA under optimum RF magneto conditions(Ar 100%, input power $1\;W/cm^2$). After annealing in $450^{\circ}C$ for 1 hr, the anodic bonding of MLCA and Si-wafer was successfully performed at 600 V, $400^{\circ}C$ in - 760 mmHg. Then, the MLCA/Si bonded interface and fabricated Si diaphragm deflection characteristics were analyzed through the actuation test. It is possible to control with accurate deflection of Si diaphragm according to its geometries and its maximum non-linearity is 0.05-0.08 %FS. Moreover, any damages or separation of MLCA/Si bonded interfaces do not occur during actuation test. Therefore, it is expected that anodic bonding technology of MLCA/Si wafers could be usefully applied for the fabrication process of high-performance piezoelectric MEMS devices.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.23 no.6
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• pp.299-303
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• 2013

In this study, a micro gas sensor for $NO_x$ was fabricated using a microelectromechanical system (MEMS) technology and sol-gel process. The membrane and micro heater of the sensor platform were fabricated by a standard MEMS and CMOS technology with minor changes. The sensing electrode and micro heater were designed to have a co-planar structure with a Pt thin film layer. The size of the gas sensor device was about $2mm{\times}2mm$. Indium oxide as a sensing material for the $NO_x$ gas was synthesized by a sol-gel process. The particle size of synthesized $In_2O_3$ was identified as about 50 nm by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The maximum gas sensitivity of indium oxide, as measured in terms of the relative resistance ($R_s=R_{gas}/R_{air}$), occurred at $300^{\circ}C$ with a value of 8.0 at 1 ppm $NO_2$ gas. The response and recovery times were within 60 seconds and 2 min, respectively. The sensing properties of the $NO_2$ gas showed good linear behavior with an increase of gas concentration. This study confirms that a MEMS-based gas sensor is a potential candidate as an automobile gas sensor with many advantages: small dimension, high sensitivity, short response time and low power consumption.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.11a
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• pp.358-361
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• 2002

체적파 박막형 공진기 (FBAR: Film Bulk Acoustic wave Resonator)소자를 제조하여, 박막의 c축 우선 배향성을 조절하는 것이 FBAR 소자 특성을 확인하였다. 본 연구에서는 MEMS 공정에 의해 Membrane 구조의 FBAR(Film Bulk Acoustic wave Resonator) 소자를 구현하고자 하였다. 이를 위해 Si 기판을 Back-etching 하여 membrane 구조를 제작하였고 압전층으로 ZnO을 Sputtering 공정에 의해 증착 후, 공정 조건에 따른 우선 배향성을 관찰하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.5
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• pp.407-411
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• 2006

The SiC-based ceramic nanopatterns were prepared by placing polydimethylsiloxane (PDMS) mold from DVD master on the spincoated polyvinylsilaeane (PVS) or allylhydridopolycaybosilane (AHPCS) as ceramic precursors to fabricate line pattern via UV-nanoimprint lithography (UV-NIL), and subsequent pyrolysis at $800^{\circ}C$ in nitrogen atmosphere. As the dimensional change of polymeric and ceramic patterns was comparatively investigated by AFM and SEM, the shrinkage in height was 38.5% for PVS derived pattern and 24.1% for AHPCS derived pattern while the shrinkage in width was 18.8% for PVS and 16.7% for AHPCS. It indicates that higher ceramic yield of the ceramic precursor resulted in less shrinkage, and the strong adhesion between the substrate and the pattern caused anisotropic shrinkage. This preliminary work suggests that NIL is a promissing route for fabricating ceramic MEMS devices, with the development on the shrinkage control.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1988-1990
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• 2002

마이크로 바이오칩용 미세 무게 감지 소자를 개발하기 위해 통상적인 MEMS 공정에 PZT sol solution을 함침하여 binder로서 적용하는 복합적인 스크린 인쇄 방법을 적용해 $800-850^{\circ}C}$의 비교적 저온에서 높은 소결밀도와 우수한 전기적인 특성을 가지는 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자를 Pt/$TiO_2$/YSZ/$SiO_2$/Si 기판에 제조하였다. 제조된 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자의 공진 주파수와 변위를 레이저 미소 변위 측정 시스템을 이용하여 공기 중 및 액체 중에서 측정함으로써 캔틸레버 크기에 따른 공진 특성 변화, 액체 내에서의 댐핑 효과 등을 분석할 수 있었다. 또한 Au를 증착하거나biotin-streptoavidin 반응을 통해 단백질을 고정화시켜 무게변화를 야기시킨 후 소자의 감도를 평가함으로써 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버를 우수한 성능의 바이오칩용 미세 무게 감지 소자로 응용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.265-265
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• 2004

최근 IT산업으로 대표되는 광통신 및 광신호 전달에 이용되는 광 반사경 및 렌즈어레이, 광가이드 판넬(BLU, FLU)등 광부품의 수요가 급증하고 있고, 이의 생산을 위한 다양한 제조공정이 연구 개발되고 있다 근년까지 이러한 마이크로 광부품의 제조방법은 포토리소그래피, 에칭기술을 베이스로 한 MEMS 기술, PDMS를 이용한 복재기술에 크게 의존하고 있다. 기계적 가공법으로는 오래전부터 초정밀 경면 선삭이나 연삭에 의한 마이크로 렌즈와 미세 패턴의 금형가공이 이루어져 왔다.(중략)

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.3
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• pp.177-181
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• 2000

The tunneling current is exponentially dependent on the separation gap between a pair of conductors. The detection of displacement can be, therefore, carried out by measurment of a variation in the tunneling current. In this experiment, we fabricated pyramid-type silicon tunneling devices in which a tunneling current flow between a micro-tip and $Si_3N_4$ thin film membrane. A MEMS process was used for the fabrication of the tunneling devices. The micro-tips were formed on Si wafers by undercutting a differently oriented square of $SiO_2$ with KOH. The stiffness of the $Si_3N_4$ films were observed and the model for the stiffness calculation, which is useful in predicting the stiffness even when the stiffness ranges beyond the scope of the normal experimental condition, was suggested.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.85-85
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• 1999

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT)는 높은 유전율로 인해 강유전체 메모리 소자의 응용을 위한 연구가 되고 있으며 또한 전왜(electrostrictive)성을 갖고 있어 이력현상을 갖지 않음으로 최근 들어 미세전기기계소자(MEMS)로의 연구가 활발히 되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 소자로서의 응용을 위해 저응력 SiNx가 형성된 Si 기판위에 Pt 전극 혹은 산화물 전극 SrRuO3를 갖는 PMN-PT 박막 캐패시터를 제조하였다. 박막 하부의 구조는 금속전극의 경우 Pt/Ti/LTO/SiNx/Si이고 산화물전극은 SrRuO3/Ru/SiNx/Si의 구조를 갖는다. PMN-PT 박막은 alkoxide를 기반으로 회전 coating 방법을 사용하여 박막 하부층의 변화를 주어서 성장시켰다. PMN-PT 용액의 합성은 분말합성법에서 사용하는 columbite 방법을 응용하여 상대적으로 반응정도가 낮은 Mg를 Nb와 우선 반응하여 Mg-Nb solution을 얻고 Pb-acetate 용액과 합성하여 PMN을 제조한 후 PT를 반응시켜서 제조하였다. PMN-PT 박막에서 동일한 공정조건 하에서 박막 하부층의 구조에 따라서 PMN-PT 박막의 조성이 A2B2O6의 조성을 가지는 파이로클러어상이 형성되거나 또는 ABO3인 페로브스카이트상이 형성되는 것을 관찰하였다. 금속 전극인 Pt를 하부전극으로 사용한 경우는 혼재상이 형성되어 패로브스카이드 PMN-PT를 얻기 위해 seed layer로서 PbTiO3를 사용하였으며 이러한 seed layer 위에 형성된 PMN-PT를 형성하는 경우 rutile 구조인 RuO2 위에 성장시킨 PMN-PT는 파이로클로어와 페로브스카이트의 혼재상이 얻어졌으나 pseudo-perovskite 구조인 SrRuO3 박막 위에 형성된 PMN-PT 박막에서는 페로브스카이트가 주된 상으로 얻어졌다. 즉 하부층(전극 또는 seed layer)으로 perovskite 구조를 갖는 박막을 형성하게 되면 페로브스카이트를 갖는 PMN-PT 박막을 얻을 수 있었다. 전기적인 특성은 상부전극으로 Pt를 사용하여 HP 4194A로 측정을 하였다. PT seed layer를 포함한 PMN-PT 박막은 유전상수 1086과 유전손실 2.75%을 가졌다.