This paper presents a sensitivity optimization of a MEMS (microelectromechanical systems) gyroscope for a magnet-gyro system. The magnet-gyro system, which is a guidance system for a AGV (automatic or automated guided vehicle), uses a magnet positioning system and a yaw gyroscope. The magnet positioning system measures magnetism of a cylindrical magnet embedded on the floor, and AGV is guided by the motion direction angle calculated with the measured magnetism. If the magnet positioning system does not measure the magnetism, the AGV is guided by using angular velocity measured with the gyroscope. The gyroscope used for the magnet-gyro system is usually MEMS type. Because the MEMS gyroscope is made from the process technology in semiconductor device fabrication, it has small size, low-power and low price. However, the MEMS gyroscope has drift phenomenon caused by noise and calculation error. Precision ADC (analog to digital converter) and accurate sensitivity are needed to minimize the drift phenomenon. Therefore, this paper proposes the method of the sensitivity optimization of the MEMS gyroscope using DEAS (dynamic encoding algorithm for searches). For experiment, we used the AGV mounted with a laser navigation system which is able to measure accurate position of the AGV and compared result by the sensitivity value calculated by the proposed method with result by the sensitivity in specification of the MEMS gyroscope. In experimental results, we verified that the sensitivity value through the proposed method can calculate more accurate motion direction angle of the AGV.
In this paper, the $TiO_2$/glucose oxidase (GOD) mixture has synthesized through simple and low-cost fabrication methods. The physical properties of the mixture were proved using an FT-IR/NIR spectrometer, an X-Ray diffractometer, and a Raman spectrometer. GOD maintained its bioactivity during all fabrication process. The current characteristics of the glucose biosensor were proportional to the glucose concentration and effective surface area of square pyramid on a silicon substrate. The maximum current change was measured in a pH 7.0 buffer solution. The simple and low-cost fabrication process and surface treatment can be used widely in previous research for improvements in effective surface area.
SU-8 is an epoxy-type photoresist widely used for the fabrication of high-aspect-ratio (HAR) micro-structures in micro-electro-mechanical systems (MEMS). To fabricate highly integrated structures, chemical mechanical polishing (CMP) has emerged as the preferred manufacturing process for planarizing the MEMS structure. In SU-8 CMP, an oxidizer decomposes organic impurities and particles in the CMP slurry remove the chemically reacted surface of SU-8. To fabricate HAR microstructures using the CMP process, the adhesion between SU-8 and substrate material is important to avoid the delamination of the SU-8 film caused by the mechanical-dominant material removal characteristic. In this study, the friction force during the CMP process is measured with a CMP monitoring system to detect the delamination phenomenon and investigate the delamination of the SU-8 film from the silicon substrate under various pressure conditions. The increase in applied pressure causes an increase in the frictional force and wafer-edge stress concentration. The frictional force measurement shows that the friction force changes according to the delamination phenomenon of the SU-8 film, and that it is possible to monitor the delamination phenomenon during the SU-8 CMP process. The delamination at a high applied pressure is explained by the effect of stress distribution and pad deformation. Consequently, it is necessary to control the pressure of polishing, which can avoid the delamination in SU-8 CMP.
Kim, Young-Min;Son, Sang-Uk;Choi, Jae-Yong;Byun, Do-Young;Lee, Suk-Han
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권2호
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pp.121-127
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2008
This paper presents design and fabrication of optimized geometry structure of electrostatic inkjet head. In order to verify effect of geometry shape, we simulate electric field intensity according to the head structure. The electric field strength increases linearly with increasing height of the micro nozzle. As the nozzle diameter decreases, the electric field along the periphery of the meniscus can be more concentrated. We design and fabricate the electrostatic inkjet heads, hole type and pole type, with optimized structure. It was fabricated using thick-thermal oxidation and silicon micromachining technique such as the deep reactive ion etching (DRIE) and chemical wet etching process. It is verified experimentally that the use of the MEMS inkjet head allows a stable and sustainable micro-dripping mode of droplet ejection. A stable micro dripping mode of ejection is observed under the voltages 2.5 kV and droplet diameter is $10\;{\mu}m$.
In this study, the fabrication of large area silicon mirror is accomplished by anisotropic etching using MEMS for implementation of integrated optical pickup and the process condition is also established for improving the mirror surface roughness. Until now, few results have been reported about the production of highly stepped $9.74^{\circ}$ off-axis-cut silicon wafer using wet etching. In addition rough surface of the mirror is achieved in case of long etching time. Hence a novel method called magnetorheolocal finishing is introduced to enhancing the surface quality of the mirror plane. Finally, areal peak to valley surface roughness of mirror plane is reduced about 100nm in large area of $mm^2$ and it is applicable to optical pickup using infrared wavelength.
본 연구에서는 유리(glass)와 석영(quartz)을 재질로 사용하여 MEMS(micro-electro mechanical systems) 공정을 통해 전기영동(electrophoresis)을 위한 microchip을 제작하였다. UV 광이 실리콘(silicon)을 투과하지 못하는 점에 착안하여, 다결정 실리콘(polycrystalline Si, poly-Si) 층을 채널 이외의 부분에 증착시킨 광 차단판(optical slit)에 의해 채널에만 집중된 UV 광의 신호/잡음비(signal-to-noise ratio: S/N ratio)를 크게 향상시켰다. Glass chip에서는 증착된 poly-Si 층이 식각 마스크(etch mask)의 역할을 하는 동시에 접합표면을 적절히 형성하여 양극 접합(anodic bonding)을 가능케 하 였다. Quartz 웨이퍼에 비해 불순물을 많이 포함하는 glass 웨이퍼에서는 표면이 거친 채널 내부를 형성하게 되어 시료용액의 미세한 흐름에 영향을 미치게 된다. 이에 따라, HF와 $NH_4F$ 용액에 의한 혼합 식각액(etchant)을 도입하여 표면 거칠기를 감소시켰다. 두 종류의 재질로 제작된 채널의 형태와 크기를 관찰하였고, microchip electrophoresis에 적용한 결과, quartz과 glass chip의 전기삼투 흐름속도(electroosmotic flow velocity)가 0.5와 0.36 mm/s로 측정되었다. Poly-Si 층에 의한 광 차단판의 존재에 의해, peak의 S/N ratio는 quartz chip이 약 2배 수준, glass chip이 약 3배 수준으로 향상되었고, UV 최대흡광 감도는 각각 약 1.6배 및 1.7배 정도 증가하였다.
Recently, a problem related to the thermal management in portable electronic and telecommunication devices is becoming issued. That is due to the trend of slimness of the devices, so it is not easy to find the optimal thermal management technology for the devices. From now on, a pressed circular type cooling device has been mainly used, however the cooling device with thin thickness is becoming needed by the inner space constraint. In the present study, the silicon and metal flat plate type cooling device with the separated vapor and liquid flow path was designed and fabricated. Through the experimental study, the normal isothermal characteristic by vapor-liquid phase change was confirmed and the cooling device with 70mm of total length showed 6.8W of the heat transfer rate within the range of $4{\sim}5^{\circ}C$/W of thermal resistance. In the meantime, the metal cooling device was developed for commercialization. The device was designed to have all structures of evaporator, vapor flow path, liquid flow path and condenser in one plate. And an envelope of that could be completed by combining the two plates of same structure and size. And the simplicity of fabrication process and reduction of manufacturing cost could be accomplished by using the stamping technology for fabricating large flow paths relatively. In the future, it will be possible to develop the commercialized cooling device by revising the fabrication process and enhancing the thermal performance of that.
Optical disk drives read information by replacing a laser beam on the disk track. As information has become larger, the more accurate position control of a laser beam is necessary. In this paper, we report the analysis and fabrication of the micro mirror for optical disk drivers. A coupled simulation of gas flow and structural displacement of the micro mirror using the Finite-Element-Method is applied to this. The mirror was fabricated by using MEMS technology. Especially, the process using the lapping and polishing step after the bonding of the mirror and electrode plates was employed for the Process reliability. The mirror size was 2.5mm${\times}$3mm and it needed about 35V for displacement of 3.2 ${\mu}$.
Recently, the need for transporting and manipulating minute amount of fluids in microscale channels (so-called micro-fluidics) has been increasing, especially in biotechnology and biochemical processing. This work demonstrates that the so-called mechano-chemical process which consists of mechanical abrasive action combined with chemical process can be used to f뮤ricate micro-fluidic channels more rapidly and cost effectively than other methods. In this work, capillary filling of fluids in micro-channels was investigated by theoretical approaches and experiments. From the experimental results, it is expected that a complex micro-fluidic system can be fabricated using the micro-fabrication technique and microsystem packaging method described in this work.
In this paper, using micro-stereolithography technology, I fabricated a liquid analyzer to measure ion concentration of a solution. Micro-stereolithography is a technology to fabricate 3-dimensional structure by applying laser beam on liquid photo-polymer. This technology makes it possible to do preassemble fabrication without any extra assembling step after the process. So, the liquid analyzer could be fabricated at very low cost with very simple process by micro-stereolithography technology. The liquid analyzer consists of a chamber for containing the solution, a pump using piezoelectric effect of PZT disk, a static mixer and a sensor for measuring ion concentration using Pt electrodes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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