• 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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• 제7권5호
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• pp.356-363
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• 1998

유한요소법을 이용한 수치해석의 결과를 바탕으로 실리콘기판위에 스트레스균형이 이루어진 $Si_3N_4$(150 nm)/$SiO_2$(300 nm)/$Si_3N_4$(150 nm) 다이아프램을 증착한 후, 히터의 물질로 Pt를 사용하고, 마이크로머시닝 기술로 뒷면의 실리콘기판을 식각하여 열손실이 개선된 마이크로히터를 제작하였다. 또한, 히터의 온도를 측정하기 위해서 온도센서를 내장하였다. 온도에 따른 온도센서의 저항 값 및 히터의 소비전력을 측정 계산하고, IR thermoviewer로 다이아프램의 열분포를 측정하여, 유한요소법으로 수치해석한 온도분포특성과 비교 분석하였다. 히터의 저항온도계수는 약 $0.00379/^{\circ}C$였고, 약 $300^{\circ}C$의 온도에서 51 mW정도의 전력이 소모되었으며, 히터위의 $SiO_2$층에서의 온도분포는 비교적 균일하였다.

• 센서학회지
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• 제13권2호
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• pp.101-109
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• 2004

This paper presents a novel z-axis accelerometer with perfectly aligned vertical combs fabricated using the extended sacrificial bulk micromachining (extended SBM) process. The z-axis accelerometer is fabricated using only one (111) SOI wafer and two photo masks without wafer bonding or CMP processes as used by other research efforts that involve vertical combs. In our process, there is no misalignment in lateral gap between the upper and lower comb electrodes, because all critical dimensions including lateral gaps are defined using only one mask. The fabricated accelerometer has the structure thickness of $30{\mu}m$, the vertical offset of $12{\mu}m$, and lateral gap between electrodes of $4{\mu}m$. Torsional springs and asymmetric proof mass produce a vertical displacement when an external z-axis acceleration is applied, and capacitance change due to the vertical displacement of the comb is detected by charge-to-voltage converter. The signal-to-noise ratio of the modulated and demodulated output signal is 80 dB and 76.5 dB, respectively. The noise equivalent input acceleration resolution of the modulated and demodulated output signal is calculated to be $500{\mu}g$ and $748{\mu}g$. The scale factor and linearity of the accelerometer are measured to be 1.1 mV/g and 1.18% FSO, respectively.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1051-1054
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• 2000

We developed the micro CSF (celebrospinal fluid) shunt valve with surface and bulk micromachining technology in polymer MEMS. This micro CSF shunt valve was formed with four micro check valves to have a membrane connected to the anchor with the four bridges. The up-down movement of the membrane made the CSF on & off and the valve characteristic such as open pressure was controlled by the thickness and shape of the bridge and the membrane. The membrane, anchor and bridge layer were made of the $O_2$ RIE (reactive ion etching) patterned Parylene thin film to be about 5~10 microns in thickness on the silicon wafer. The dimension of the rectangular nozzle is 0.2＊0.2 $\textrm{mm}^2$ and the membrane 0.45 mm in diameter. The bridge width is designed variously from 0.04 mm to 0.12 mm to control the valve characteristics. To protect the membrane and bridge in the CSF flow, we developed the packaging system for the CSF micro shunt valve with the deep RIE of the silicon wafer. Using this package, we can control the gap size between the membrane and the nozzle, and protect the bridge not to be broken in the flow. The total dimension of the assembled system is 2.5＊2.5 $\textrm{mm}^2$ in square, 0.8 mm in height. We could precisely control the burst pressure and low rate of the valve varing the design parameters, and develop the whole CSF shunt system using this polymer MEMS fabricated CSF shunt valve.

• 센서학회지
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• 제8권4호
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• pp.320-326
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• 1999

센서의 감지막 표면에 흡착되어 있는 이물질을 세척하기 위해 노즐 원리를 도입하여 소형 카트리지를 제작하였다. 세척용 노즐구조는 유동 해석 프로그램(CFD-ACE)의 검증을 통하여 소형 카트리지에 적합하도록 설계하였다. 미세가공기술을 이용하여 제작된 카트리지의 전체 크기는 약 $2.6\;cm{\times}1.5\;cm$이고 세척용 노즐의 크기는 $0.2\;mm{\times}600\;mm$이며, 측정에 필요한 시료의 양은 약 $20\;{\mu}l$이다. REFET과 의사기준전극을 이용한 차동증폭법을 사용하여 기준전극을 소형화하였다. 또한, 미세채널에서 기포로 인한 센서의 오동작을 감지하기 위해 채널 양단에 금속전극을 증착하였다. 제작된 카트리지에 pH-ISFET를 장착하여 노즐에 의한 세척효과를 조사하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.1292-1299
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• 2003

본 논문에서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 Microstrip 구조의 저 손실 전송라인을 제작하고, 제작되어진 전송라인을 이용하여 Ka-band 대역의 저역통과 여파기(Low Pass Filter)를 제작하였다. 저 손실 전송라인의 제작은 surface micromachining 공정기법을 사용하고 저 손실 및 넓은 범위의 특성 임피던스 값을 얻기 위하여 신호선을 유전체 지지대를 이용하여 공기 중으로 위치시켜 substrate에 의한 손실을 최소화시켰다. 제작된 전송선로를 이용하여 LPF에 적용하면 유전체 손실의 최소화로 인한 insertion loss를 줄일 수 있는 장점이 있다는 것을 확인하였다. 또한 LPF를 다른 능동소자와 함께 구현하기 위하여서는 소형화가 필수적인데 LPF의 소형화를 위하여 접지면 부분에 slot을 형성하여 제작하였으며 제작된 결과를 그렇지 않은 경우와 서로 비교 분석하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권2호
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• pp.337-341
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• 2010

In this paper, an extremely low voltage operated micro corner cube retroreflector (CCR) was fabricated for free-space optical communication applications by using bulk silicon micromachining technologies. The CCR was comprised of an orthogonal vertical mirror and a horizontal actuated mirror. For low voltage operation, the horizontal actuated mirror was designed with two PZT cantilever actuators, torsional bars, hinges, and a mirror plate with a size of $400{\mu}m{\times}400{\mu}m$. In particular, the torsional bars and hinges were carefully simulated and designed to secure the flatness of the mirror plate by using a finite element method (FEM) simulator. The measured tilting angle was approximately $2^{\circ}$ at the applied voltage of 5 V. An orthogonal vertical mirror with an extremely smooth surface texture was fabricated using KOH wet etching and a double-SOI (silicon-on-insulator) wafer with a (110) silicon wafer. The fabricated orthogonal vertical mirror was comprised of four pairs of two mutually orthogonal flat mirrors with $400{\mu}m4 (length) $\times400{\mu}m$ (height) $\times30{\mu}m$ (thickness). The cross angles and surface roughness of the orthogonal vertical mirror were orthogonal, almost $90^{\circ}$ and 3.523 nm rms, respectively. The proposed CCR was completed by combining the orthogonal vertical and horizontal actuated mirrors. Data transmission and modulation at a frequency of 10 Hz was successfully demonstrated using the fabricated CCR at a distance of approximately 50 cm.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.400-406
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• 1999

(100), n/$n^+$/n 3층 실리콘 웨이퍼를 이용하여 4가지 형태의 미소 빔 구조를 가지는 압저항형 유체센서를 제작하고, 그 특성을 조사하였다. Boron 확산을 통하여 압저항을 형성하였으며 형성된 압저항의 저항 값은 $1\;k{\Omega}$ 정도였다. 다공질 실리콘 마이크로머시닝을 이용하여 3차원의 실리콘 미소 빔 구조체를 제작하였으며, 실리콘과 금속의 열팽창계수 차이를 이용하여 빔을 위로 휘게 하여 원하는 형상으로 제조하였다. 제조된 센서의 출력 특성은 half-bridge를 구성하여 조사하였다. 같은 유속에서는 빔의 길이에 비례하여 출력 전압이 증가함을 보였고, 반면에 빔의 길이가 짧을수록 측정 가능 구간이 넓게 나타났다. 제조된 센서의 출력전압은 유량의 3.2승에 비례하여 증가하였으며, 이는 유속에 따른 빔이 받는 응력이 비 선형 특성을 나타내기 때문이다.

• 센서학회지
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• 제11권3호
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• pp.163-170
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• 2002

본 논문에서는 양극반응과 복합 산화법($H_2O/O_2$ 분위기에서 $500^{\circ}C$, 1시간 열산화와 $1050^{\circ}C$, 2분간 RTO(Rapid Thermal Oxidation) 공정)을 이용한 두꺼운 OPSL(Oxidized Porous Silicon Layer)을 형성하여 이를 마이크로머시닝 기술을 이용함으로써 $10\;{\mu}m$ 두께의 OPS(Oxidized Porous Silicon) 에어 브리지를 제조하고, 그 위에 전송선로를 형성하여 그 RF 특성을 조사하였다. OPS 에어 브리지 위에 형성된 CPW(Coplanar Waveguide)의 손실이 OPSL 위에 형성된 전송선의 삽입손실보다 약 2dB 정도 적은 것을 보여주었으며, 반사손실은 OPSL 위에 형성된 전송선의 반사손실보다 적으며 약 -20 dB를 넘지 않고 있다. 본 연구에서 개발한 산화된 다공질 실리콘 멤브레인 및 에어 브리지 구조는 CMOS 공정 후에 사용 가능하며, 초고주파 회로 설계시 편리성과 유용성을 제시하고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권9호
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• pp.11-18
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• 2002

본 논문에서는 표면 마이크로머시닝을 사용하여 10 ${\mu}m$ 두께의 다공질 실리콘 산화막으로 제조된 기판 위에 에어브리지를 가진 CPW phase shifter와 shunt stub을 제작하였다. CPW phase shifter의 크기는 S-W-$S_g$ = 100-30-400 ${\mu}m$로 설계되었다. “ㄷ” 모양을 가진 에오브리지의 폭은 100 ${\mu}m$, 길이는 400-460-400 ${\mu{m$ 이다. 낮은 손실을 얻기 위하여, step 된 에어브리지를 가진 CPW phase shifter가 제안되었다. Step된 에어브리지를 가진 구조가 step이 없는 에어브리지를 가진 구조보다 삽입손실이 보다 더 향상되었다. 제작된 CPW phase shifter의 위상특성은 28 GHz의 넓은 주파수 범위에서 180$^{\circ}$ 의 천이를 나타내었다. 그리고 short-end series stub의 동작주파수는 28.7 GHz이며, 반사손실은 - 20 dB를 나타내었다. 또한 short-end shunt stub의 동작주파수는 28.9 GHz이며, 반사손실은 - 23 dB를 나타내었다. 이상의 결과에서 중앙 전송선에 설계된 stub은 크기 감소로 고 밀도 칩 레이아웃을 이끌 수 있는 장범을 가진다.