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기판;상기 기판 내에 기설정된 깊이와 폭을 가지고 형성되고, 상부가 개방된 구조를 가지는 열린 공동;상기 기판 상에 형성되고, 포집된 전기 에너지를 외부로 전달하는 제1 전극 패드, 제2 전극 패드;일단이 상기 제1 전극 패드에 연결되고 타단이 상기 열린 공동의 상부에 부양되는 중앙 전극체와, 일단이 상기 제2 전극 패드에 연결되고 타단이 상기 열린 공동의 상부에 부양되는 측면 전극체를 포함하고, 발생된 전기 에너지를 포집하는 전극체; 및상기 중앙 전극체 및 상기 측면 전극체 사이와 상기 전극체의 상부 면에 형성되고, 기계적 스트레인 변화에 상응하여 전기 에너지를 발생하는 압전막;을 포함하고, 각각 임의의 크기를 갖는 다수의 소자로 구성되는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 중앙 전극체는 물고기뼈(Fish Bone) 형상을 이루고, 상기 중앙 전극체 중앙부의 브리지(Bridge) 구조의 양쪽에 미세 외팔보 배열(Micro Cantilever Array) 형태로 형성된 다수의 미세 전극 가지(Micro Electrode Finger)들이 부착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 측면 전극체는 미세 외팔보 배열(Micro Cantilever Array) 형태로 형성된 다수의 미세 전극 가지(Microelectrode Finger)들이 상호 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1항에 있어서,상기 중앙 전극체와 상기 측면 전극체는 서로 대향되게 형성되어 한 쌍의 맞물림 또는 대향 전극(Interdigitated Electrode; IDE)을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 압전막은 무기 물질, 유기 물질 및 나노 물질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 압전막은 상기 중앙 전극체와 상기 측면 전극체의 미세 간극 사이에 모세관력 및 표면 장력에 의하여 매립되어 걸쳐지고, 상기 전극체의 상부 면을 덮는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제1항에 있어서,상기 기판 내에 형성되어 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드를 전기적으로 상호 절연시키고, 상기 압전막이 상기 기판의 하부에 닿지 않도록 하며, 경계가 상기 제1 전극 패드, 상기 제2 전극 패드 및 상기 전극체의 가장자리(Edge)에 걸쳐 형성되는 전극 패드 분리 홈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 제1 전극 패드, 상기 제2 전극 패드, 상기 중앙 전극체 및 상기 측면 전극체는 동일한 평면 상에 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 8 항에 있어서,상기 제1 전극 패드, 상기 제2 전극 패드, 상기 중앙 전극체 및 상기 측면 전극체 각각은 절연막 및 도전막이 적층된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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제 1 항에 있어서,상기 기판 내에 형성되어 소자를 개별적으로 분리하는 다이(Die) 분리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기
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기판 상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막을 패터닝하여 전극 패드 패턴, 중앙 전극체 패턴 및 측면 전극체 패턴을 형성하는 단계;상기 중앙 전극체 패턴 및 상기 측면 전극체 패턴이 부양되도록 상기 기판 내부에 열린 공동을 형성하는 단계;상기 전극 패드 패턴, 상기 중앙 전극체 패턴 및 상기 측면 전극체 패턴 상에 도전막을 증착하여 전극 패드, 중앙 전극체 및 측면 전극체를 형성하는 단계; 및상기 중앙 전극체 및 상기 측면 전극체의 사이와 그 상부 면을 덮는 압전막을 형성하는 단계;를 포함하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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제 11 항에 있어서,상기 열린 공동을 형성하는 단계는,상기 패터닝된 절연막을 식각 마스킹 층으로 이용하여 상기 기판에 수직 방향으로 비등방적 식각을 수행하여 트렌치 구조를 형성하는 단계; 및 상기 트렌치 구조를 추가로 등방적으로 식각하여 상기 열린 공동을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 트렌치 구조를 형성하는 단계에서 플라즈마(Plasma) 또는 하전된 이온 입자를 이용하는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 또는 심도 반응성 이온 식각법(Deep-Reactive Ion Etching; Deep-RIE)을 통하여 상기 기판을 비등방적으로 건식 식각하여 상기 트렌치 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 열린 공동을 형성하는 단계에서플라즈마 식각법(Plasma Etching) 또는 기상 식각법(Gas Phase Etching)을 통하여 상기 트렌치 구조를 등방적으로 건식 식각하여 상기 열린 공동을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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제 11 항에 있어서,상기 압전막을 형성하는 단계는,액체나 졸겔(Sol-Gel) 형태의 전구체의 표면장력과 모세관력을 이용하여 상기 중앙 전극체와 상기 측면 전극체의 미세 간극 사이에 상기 압전막이 매립되어 걸쳐지도록 형성하는 단계; 및상기 전극체의 상부 면을 덮도록 상기 압전막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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제 11 항에 있어서, 상기 압전막을 형성하는 단계에서,스크린 프린팅(Screen Printing), 마이크로 드롭핑(Micro Dropping), 전자빔 기화법(e-Beam Evaporation), 스퍼터링(Sputtering), 펄스 레이저빔 증착법(Pulsed Laser Deposition), 졸겔법(Sol-Gel), 화학증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 스프레이 코팅법 (Spray Coating) 및 침적법(Dip Coating) 중 적어도 하나의 방법을 통하여 상기 압전막을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 마이크로 에너지 수확기의 제조 방법
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