• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.197-201
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• 2002

This paper presents optimized design, fabrication and thermal characteristics of micro-heaters for thermal MEMS (micro electro mechanical system) applications using SOI and trench structures. The micro-heaters are based on a thermal measurement principle and contains thermal isolation regions of 10 ${\mu}m$-thick Si membranes consisting of oxide-filled trenches in the SOI membrane rim. The micro-heaters were fabricated with Pt-RTD on the same substrate via MgO buff layer between Pt thin-film and $SiO_2$ layer. The thermal characteristics of micro-heater with trench-free SOI membrane structure was $280^{\circ}C$ at input power 0.9 W; in the presence of 10 trenches, it was $580^{\circ}C$ due to reduction of the external thermal loss. Therefore, a micro-heater with trenches in SOI membrane rim structure provides a powerful and versatile alternative technology for enhancing the performance of micro-thermal sensors and actuators.

• 센서학회지
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• 제6권4호
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• pp.337-345
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• 1997

마이크로 가스센서 제조를 위해 PSG/$Si_{3}N_{4}$를 다이아프램으로 하고 Pt 패턴을 히터로 하는 마이크로 히터를 설계하였다. 백금히터와 감지막을 위한 백금전극을 동일평면에 설계하여 하나의 노광공정으로 실현하도록 센서의 형태를 가정하였다. 마이크로 가스센서의 가열부의 열적거동을 유한요소법에 의해 수치해석하므로써 다이아프램부분의 온도분포, 소비전력 및 감지막부분의 온도분포를 예측할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 히터와 감지막이 동일 평면에 이웃하는 구조의 센서와 일반적 마이크로센서구조인 감지막/절연막/히터의 구조를 갖는 센서의 열적거동을 비교 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.325-330
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• 2005

대기중의 일산화탄소 가스 농도를 측정하기 위한 마이크로 가스센서를 MEMS 공정을 이용하여 제작하였다. $SnO_2$ 가스 감응물질을 작동온도까지 가열하기 위하여 마이크로 히터를 설치하였다. 마이크로 히터에서 발생한 열이 효율적으로 감응물질에만 전달되고 실리콘 베이스로 누설되는 것을 최소화하기 위하여 마이크로 히터와 전극을 레버형으로 만들어 다리처럼 공중에 뜨게 하였으며, 이 위에 감응물질을 올려놓았다. 마이크로 가스센서의 열전달 현상을 상용 열유동 해석 전용 프로그램인 FLUENT를 이용하여 해석하였다. 해석 결과 실리콘웨이퍼 베이스의 온도가 거의 상온에 가까워 마이크로 히터에서 발생한 열이 가스 감응물질을 효과적으로 가열하여서 가스 감응물질의 열적 고립상태를 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 감응물질을 작동온도까지 가열하기 위하여 마이크로 히터에 가하여야 하는 전류의 양을 예측할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.627-628
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• 2013

• 센서학회지
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• 제19권3호
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• pp.197-201
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• 2010

This paper describes the fabrication and characteristics of a NO sensor using ZnO thin film integrated 3C-SiC micro heater based on polycrystalline 3C-SiC thin film of operation in harsh environments. The sensitivity, response time, and operating properties in high temperature and voltages of NO sensors based SiC MEMS are measured and analyzed. The sensitivity of device with pure ZnO thin film at the heater operating power of 13.5 mW ($300^{\circ}C$) is 0.875 in NO gas concentration of 0.046 ppm. In the case of Pt doping, the sensitivity of at power consumption of 5.9 mW ($250^{\circ}C$) was 1.92 at same gas flow rate. The ZnO with doped Pt was showed higher sensitivity, lower working temperature and faster adsorption characteristics to NO gas than pure ZnO thin film. The NO gas sensor integrated SiC micro heater is more strength than others in high voltage and temperature environments.

• 센서학회지
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• 제18권3호
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• pp.202-206
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• 2009

Flat type catalytic combustible hydrogen sensors were fabricated using platinum micro-heaters and sensing material pastes. The platinum micro-heater was formed on an alumina substrate by sputtering method. The paste for the sensing materials was prepared using ${\gamma}-Al_2O_3$ 30 wt%, $SnO_2$ 35 wt%, and Pd/Pt 30 wt% and coated on the platinum micro-heater. The sensing performances were tested for the prepared sensors with different substrate sizes. The micro catalytic combustible hydrogen sensors showed quick response time, high reliability, and good selectivity against various gases(CO, $C_3H_8,\;CH_4$) at low operating temperature of $156^{\circ}\C$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.150-153
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• 1999

The electrical and physical characteristics of MgO and Pt thin-films on Si wafers deposited by r.f magnetron sputtering, were analyzed with annealing condition(100$0^{\circ}C$, 120 min) by four point probe, SEM and XRD. Until annealing temperature of 100$0^{\circ}C$, MgO had the properties of improving Pt adhesion to SiO$_2$ and insulation without chemical reaction to Pt thin-films and the resistivity of Pt thin-films was improved. The thermal characteristics of Pt micro-heater were analyed with Pt-RTD integrated on the same substrate, In the analysis of properties of Pt-RTD, TCR value had 3927 ppm/$^{\circ}C$ and liner in the temperature range of 25~40$0^{\circ}C$ temperature of Pt micro-heater had up to 40$0^{\circ}C$ with 1.5 watts of the heating power.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.573-579
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• 2009

A thermal mass air flow sensor, which consists of a micro-heater and thermal sensors on the silicon-nitride thin membrane structure, is micro-fabricated by MEMS processes. Three thermo-resistive sensors, one for the measurement of microheater temperature, the others for the measurement of membrane temperature upstream and downstream of the micro-heater respectively, are used. The micro-heater is operated under the constant temperature difference mode via a real time controller, based on inlet air temperature. Two design models for microfabricated flow sensor are compared with experimental results and confirmed their applicabilities and limitations. The thermal characteristics are measured to find the best flow indicator. It is found that two normalized temperature indicators can be adopted with some advantages in practice. The flow sensor with this control mode can be adopted for wide capability of high speed and sensitivity in the very low and medium velocity ranges.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.595-600
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• 2005

마이크로 흐름센서는 반도체 집적기술을 이용할 수 있어, 소형으로 제작이 가능하며 빠른 응답특성을 가져 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기 영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원의 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 적충시켜 제작하였다. 흐름센서의 중앙에 하나의 히터와 양측에 온도를 검출할 수 있는 3쌍의 감지막을 가진 새로운 센서 구조를 제안하고, 온도 검출에 대한 성능평가를 위하여 시간영역에서의 유한차분법을 이용하여 공기흐름의 세기 변화에 따른 온도분포를 계산하였다. 계산결과를 통하여 실제 흐름센서의 동작을 정량적으로 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.363-366
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• 2005

마이크로 흐름센서는 종래의 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 소형으로 제작이 가능하며, 빠른 응답특성으로 다양한 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기 영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 설계하였다. 흐름센서 중앙에 하나의 히터와 양측에 3쌍의 온도 감지막을 가진 새로운 구조를 제안하고, 제안된 구조의 성능평가를 위해 유한차분법을 이용하석 열운송방정식을 시간영역에서 해석하였다. 성능평가는 제안된 흐름센서 모델에 대하여 공기흐름의 세기 변화에 따른 온도분포를 계산함으로써 실제 흐름센서의 동작을 정량적으로 분석하였다.