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This paper describes the fabrication and characteristics of AlN piezoelectric MPG(micro power generator). The micro energy harvester was fabricated to convert ambient vibration energy to electrical power as a AlN piezoelectric cantilever with Si proof-mass. To be compatible with CMOS process, AlN thin film was grown at low temperature by RF magnetron sputtering and micro power generators were fabricated by MEMS technologies. X-ray diffraction pattern proved that the grown AlN film had highly(002) orientation with low value of FWHM(full width at the half maximum, θ = 0.276o) in the rocking curve around(002) reflections. The implemented harvester showed the 198.5 μm highest membrane displacement and generated 6.4 nW of electrical power to 80 kΩ resistive load with 22.6 mVrms voltage from 1.0 G acceleration at its resonant frequency of 389 Hz. From these results, the AlN piezoelectric MPG will be possible to suitable with the batch process and confirm the possibility for power supply in portable, mobile and wearable microsystems.
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D. Shen / 2008 / The design,fabrication and evaluation of a MEMS PZT cantilever with an integrated Si proof mass for vibration energy harvesting / J. Micromech. Microeng : 0
J. B. Lee / 2004 / Effects of bottom electrodes on the orientation of AlN films and the frequency responses of resonators in AlN-based FBARs / Thin Solid Films 447 : 610 ~ 61
J. Olivares / 2005 / Piezoelectric actuation of microbridges using AlN / Sens. & Actu. A 123 : 590 ~ 595
K. A. Cook-chennault / 2008 / Piezoelectric energy harvesting:A green and clean alternative for sustained power production / Bull. Sci. Technol. Soc 28 : 496 ~ 509
K. Kano / 2006 / Temperature dependence of piezoelectric properties of sputtered AlN on silicon substrate / Sens. & Actu. A 130 : 397 ~ 402
J. B. Lee / 2004 / Effects of bottom electrodes on the orientation of AlN films and the frequency responses of resonators in AlN-based FBARs / Thin Solid Films 447 : 610 ~ 61
J. Olivares / 2005 / Piezoelectric actuation of microbridges using AlN / Sens. & Actu. A 123 : 590 ~ 595
K. A. Cook-chennault / 2008 / Piezoelectric energy harvesting:A green and clean alternative for sustained power production / Bull. Sci. Technol. Soc 28 : 496 ~ 509
K. Kano / 2006 / Temperature dependence of piezoelectric properties of sputtered AlN on silicon substrate / Sens. & Actu. A 130 : 397 ~ 402
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