• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1706-1710
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• 2004

This paper presents a feedback-controlled, MEMS-fabricated microaccelerometer (${\mu}$XL). The ${\mu}$XL has received much commercial attraction, but its performance is generally limited. To improve the open-loop performance, a feedback controller is designed and experimentally evaluated. The feedback controller is applied to the x/y-axis ${\mu}$XL fabricated by sacrificial bulk micromachining (SBM) process. Even though the resolution of the closed-loop system is slightly worse than open-loop system, the bandwidth, linearity, and bias stability are significantly improved. The noise equivalent resolution of open-loop system is 0.615 mg and that of closed-loop system is 0.864 mg. The bandwidths of open-loop and closed-loop system are over 100 Hz. The input range, non-linearity and bias stability are improved from ${\pm}$10 g to ${\pm}$18 g, from 11.1 %FSO to 0.86 %FSO, and from 0.221 mg to 0.128 mg by feedback control, respectively

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.301-307
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• 2015

MC-50 사이클로트론에서 방출되는 양성자 빔은 직경이 2-3 mm 의 가우시안 분포를 가진다. 이렇게 넓게 조사되는 양성자 빔은 작은 스팟과 정밀한 위치정밀도를 요구하는 반도체 식각, 마이크로 머시닝 등에는 사용될 수 없다. 본 연구에서는 좀 더 경제적인 대안으로 양성자 빔을 마이크로 홀에 통과시켜 수십 ${\mu}m$ 의 직경을 가지도록 조형하는 방법을 제시하였다. 양성자 빔의 조형을 위하여 평균 직경 $21{\mu}m$, 두께 9mm 의 세장비 428 의 마이크로 홀을 제작하였다. 마이크로 홀과 양성자 빔을 정밀하게 정렬하여 양성자 빔을 조형하였다. 이렇게 조형된 양성자 빔을 이용하여 수십 ${\mu}m$ 크기의 마이크로 구조물의 가공성 확인 실험을 실시하였다. 또한 GEANT4 를 이용한 전산모사를 이용하여 해석한 후, 실험결과와 비교하고 분석하였다. 본 연구를 통하여 MC-50 사이클로트론이 조형 장치와 함께 20 마이크론 대의 3 차원 구조물 제작을 위한 마이크로 공정기술에의 사용 가능성을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제14권1호
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• pp.22-27
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• 2005

A thermoelectric flow sensor for small quantity of gas flow rate was fabricated using silicon wafer semiconductor process and bulk micromachining technology. Evanohm R alloy heater and chromel-constantan thermocouples were used as a generation heat unit and sensing parts, respectively. The heater and thermocouples are thermally isolated on the $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si_{3}N_{4}$ laminated membrane. The characteristics of this sensor were observed in the flow rate range from 0.2 slm to 1.0 slm and the heater power from 0.72 mW to 5.63 mW. The results showed that the sensitivities $(({\partial}({\Delta}V)/{\partial}(\dot{q}));{\;}{\Delta}V$ : voltage difference, $\dot{q}$ : flow rate) were increased in accordance with heater power rise and decreasing of flow rate.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권6호
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• pp.1001-1007
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• 2002

To improve the performance of the PZT thin flms, each PZT and PT layer was alternately deposited on a Pt/Ti/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si substrate by a modified sol-gel solid precursor technique. For comparison, PZT thin films were also prepared with an identical method under the same conditions. XRD measurement revealed that the diffraction pattern of the multilayer film was due to the superimposition of the PZT and PT patterns. At 1㎑, a dielectric constant of 389 and 558, a dielectric loss of 1.2% and 1.1% were obtained for the PZT/PT and PZT thin films, respectively. If we consider the PT dielectric constant to be 260, it is clear that the dielectric constant of alternately deposited PZT/PT thin films was well adjusted. The PZT/PT thin film showed a low dielectric constant and a similar dielectric loss compared with those of the PZT film. The figures of merit on detectivity for the PZT/PT and PZT thin films were 20.3$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and 18.7$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and the figures of merit on voltage response were 0.038㎡/C and 0.028 ㎡/C, respectively. The high figures of merit for the PZT/PT film were ascribed to its relatively low dielectric constant when compared to the PZT thin films.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.423-427
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• 2017

본 논문은 silicon-on-glass(SOG) 공정에서 접합력 균일도 향상을 위한 고정단 설계에 대한 내용을 다룬다. SOG 공정은 전극이 형성된 유리 기판층과 실리콘 구조층의 양극접합을 기반으로 하며, 가속도 센서와 공진형 센서를 비롯한 고종횡비 구조를 갖는 다양한 실리콘 센서들의 제작에 널리 사용된다. 본 논문에서는 전극과 유리 기판층의 표면 사이에 발생하는 단차로 인한 불균일한 접합을 방지하기 위해, 실리콘 구조층에서 유리 기판층과 접합되는 부분과 전극과 겹쳐지는 부분을 트렌치(trench)를 이용해 분리하는 새로운 형상의 고정단을 제안한다. 본 고정단은 추가적인 공정 없이 기존의 SOG 공정으로 제작되는 디바이스들에 손쉽게 적용이 가능하다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.196-202
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• 2000

본 논문에서는 3축의 가속도를 검출하기 위한 새로운 방식인 브리지조합 검출원리를 제안하고, SOI 구조의 웨이퍼를 이용하여 $200^{\circ}C$ 이상 고온에서 동작이 가능한 압저항형 실리콘 가속도센서를 제작하였다. 제작된 센서의 감도는 x 및 y축이 8mV/V G, z 축이 40mV/V G 이였다. 그리고 출력전압의 비선형성은 1.6%FS, 타축감도는 약 4.6% 이하였다. 이것은 외부 연산회로를 이용하여 3축의 가속도성분을 검출하는 방법에 비해 검출방식은 간단하면서도, 특성은 거의 동일하였다. 또한 SOI 구조를 이용하여 고온에서도 안정한 동작을 하였다. 제작된 가속도센서의 오프셋전압 온도계수와 감도 온도계수는 $27^{\circ}C$에서 각각 $1033ppm^{\circ}C^{-1}$와 $1145ppm^{\circ}C^{-1}$이였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권3호
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• pp.428-435
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• 2002

Pyroelectric $Pb(Zr_{0.3}Ti_{0.7})O_3$ (PZT30/70) thin film IR detectors has been fabricated and characterised. The PZT30/70 thin film was deposited onto $Pt/Ti/Si_3N_4/SiO_2/Si$ substrate by the sol-gel process. Four different substrate conditions were studied for their effects on the pyroelectric responses of the IR detectors. The substrate conditions were the combinations of the Si etching and the Pt/Ti patterning. In the Si etched substrate, the $Si_3N_4/SiO_2$ composite layer was used as silicon etch-stop, and was used as the membrane to support the PZT pyroelectric film element as well. The measured pyroelectric current and voltage responses of detectors fabricated on the micro-machined thin $Si_3N_4/SiO_2$ membrane were two orders higher than those of the detectors on the bulk-silicon. For detectors on the membrane substrate, the Pt/Ti patterned detectors showed a 2-times higher pyroelectric response than that of not-patterned detectors. On the other hand, the pyroelectric response of the detectors on the not-etched Si substrate was almost the same, regardless of the Pt/Ti patterning. It was also found that the rise time strongly depended on the substrate thickness: the thicker the substrate was, the longer the rise-time.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.705-711
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• 2000

반도체 제조공정과 미세가공 기술을 이용하여 $300^{\circ}C$의 동작온도에서 약 60 mW의 전력소모를 갖는 산화물 반도체 박막 가스센서 어레이를 제조하였다. 멤브레인의 우수한 열적 절연은 $0.1\mum\; 두께의\; Si_3N_4와\; 1\mum$ 두께의 PSG의 이중 층에 의한 것으로, 각각 LPCVD(저압화학 기상증착)와 APCVD(대기압 화학 기상증착)에 의해 제조되었다. 센서 어레이의 4가지 산화물 반도체 박막 감지물질로는 1 wt.% Pd가 도핑된 $SnO_2,\; 6 we.% A1_2O_3$가 도핑된 ZnO, $WO_3$, ZnO를 이용하였으며,4가지 감지물질의 베이스라인 저항은 $300^{\circ}C$ 에서 3일 동안의 에이징을 거친 후 안정됨을 보였다. 제조된 초소형 산화물 반도체 박막 가스센서 어레이는 여러 가지 가스의 노출 시 유용한 저항 변화를 나타내었으며 감도는 감지 물질에 강하게 의존함을 알 수 있었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제7권1호
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• pp.36-40
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• 2001

In order to fabricate uncooled IR sensors for pyroelectric applications, multilayered thin films of Pt/PbTiO$_3$/Pt/Ti/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si and thermally isolating membrane structures of square-shaped/cantilevers-shaped microstructures were prepared. Cavity was also fabricated via direct silicon wafer bonding and etching technique. Metallic Pt layer was deposited by ion beam sputtering while PbTiO$_3$ thin films were prepared by sol-gel technique. Micromachining technology was used to fabricate microstructured-membrane detectors. In order to avoid a difficulty of etching active layers, silicon-nitride membrane structure was fabricated through the direct bonding and etching of the silicon wafer. Although multilayered thin film deposition and device fabrications were processed independently, these could b integrated to make IR micro-sensor devices.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권2호
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• pp.408-413
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• 1996

A self-diagnostic, air-damped, piezoresitive, cantilever-beam microaccelerometer has been designed, fabricated and tested for applications to automotive electronic airbag systems. A skew-symmetric proof-mass has been designed for self-diagnostic capability and zero transverse sensitivity. Two kinds of multi-step anisotropic etching processes are developed for beam thickness control and fillet-rounding formation, UV-curing paste has been used for sillicon-to-glass bounding. The resonant frequency of 2.07kHz has been measured from the fabricated devices. The sensitivity of 195 $\mu{V}$/g is obtained with a nonlinearity of 4% over $\pm$50g ranges. Flat amplitude response and frequency-proportional phase response have been obserbed, It is shown that the design and fabricaiton methods developed in the present study yield a simple, practical and effective mean for improving the performance, reliability as well as the reproducibility of the accelerometers.