Porous silicon : a new material for microsensors and microactuators

다공질 실리콘: 새로운 마이크로센서 및 마이크로액추에이터 재료

Since the use of porous silicon for microsensors and microactuators is in the euly stage of study, only several application devices, such as light-emitting diodes and chemical sensors have so far been demonstrated. In this paper we present an overview of the present status of porous silicon sensors and actuators research with special emphasis on the applications of chemical sensors and optical devices. The capacitive type porous silicon humidity sensors had a nonlinear capacitance-humidity characteristic and a good sensitivity at higher humidity above $40\%RH$. The porous silicon $n^+-p-n^+$ device showed a sharp increase in current when exposed to an ethanol vapor. The $p^+-PSi-n^+$ diode fabricated on porous silicon diaphragm exhibited an optical switching characteristic, opening up its utility as an optical sensor or switch. The photoluminescence (PL) spectrum, taken from porous silicon under 365 nm excitation, had a broad emission, peaked at -610 nm. The electroluminescence(EL) from ITO/PSi/In LED had a broader spectrum with a blue shifted peak at around 535nm than that of the PL.

다공질 실리콘을 이용한 마이크로센서와 마이크로액츄에이터의 연구는 현재 초기단계에 있기 때문에, 지금까지 발광 다이오드나 화학 센서 등과 같은 몇몇 응용 소자가 발표된 수준에 머물러 있다. 본 논문에서는 화학 센서와 광소자를 중심으로 다공질 실리콘 센서 및 액추에이터 연구현황을 고찰 보고하고자 한다. 정전용량형 다공질 실리콘 습도센서의 감습 특성은 비선형이였으며, 저습보다는 $40\%RH$ 이상의 고습영역에서 더 높은 감도를 나타내었다. 다공질 실리콘 $n^+-p-n^+$ 소자는 에탄올에 노출되었을 때 소자 전류가 급격히 증가하였다. 다공질 실리콘 다이어프램에 제작된 $p^+-PSi-n^+$ 다이오드는 광 스위칭 현상을 나타내어 광센서 또는 광스위치로써의 응용 가능성을 보여주었다. 다공질 실리콘에 365nm를 조사해서 얻어진 광루미네센스(PL)는 넓은 스펙트럼을 보였으며, 피크 파장은 610 nm이었다. ITO/PSi/In LED의 전계발광(EL)스펙트럼은 PL에 비해 약간 더 넓은 영역에 걸쳐 나타났으며, 피크 에너지가 단파장(535nm)으로 이동하였다.