Fabrication process for micro magnetostrictive sensor using micromachining technique

Micromachining을 이용한 초소형 자왜 센서 제작공정 연구

The fabrication process for miniaturizing the Electronic Article Surveillance (EAS) sensor was studied using micromachining technique. Two types of sensor structure, free standing membrane type and diving beard type, were proposed and researched for establishing the fabrication process. The membrane type structure was easy to change the sensor shape but had the limitation for miniaturizing, because the size of the sensor depends on the silicon substrate thickness. The diving board type structure has the advantage of miniaturization and of free motion. Since the elastic modulus is not trio high, SiN film is expected to be adequate for the supporting membrane of magnetic sensor. The selectivity of $H_2O_2$for sputtered W with respect to Fe-B-Si, which was studded for magnetic sensor materials, was high enough to be removed after using as a protection layer. Therefore, the diving board type process using the silicon nitride film for the supporter of the sensor material and the sputtered W for protection layer is expected to be useful fur miniaturizing the Electronic Article Surveillance (EAS) sensor.

Micromachining을 이용하여 기존의 전자 물품 감시에 사용되는 자기공명센서의 소형화 공정을 연구하였다. 설계 한 구조는 Free Standing Membrane형 과 Diving Board형의 두 가지이며 각자에 대해 적합한 공정 조건을 수립하고 실제로 그 구조를 형성해 보았다. 멤브레인형의 경우는 센서 모양을 여러 가지 형태로 쉽게 바꿀 수 있는 반면에 그 크기가 실리콘 기판의 두께에 의존하여 소형화하는데 한계가 있었으며 다이빙 보드형의 경우 소형화에도 유리하고 센서의 자기변형이 보다 자유로운 구조였다. 실리콘 질화막은 일반 반도체 공정에서의 조건보다 Si의 함량을 크게 하여 열처리 없이도 저응력의 박막형성이 가능하였으며 탄성계수 값이 크지 않아 센서 부분의 자기변형을 크게 구속하지 않아 센서물질의 지지층으로 유리한 물질이었다. 또한 스퍼터링으로 증착된 텅스텐은 자성 센서 물질로 연구되고 있는 Fe-B-Si물질에 대한 식각 선택도가 높아 구조 형성 공정 중 보호 층으로 사용된 후 제거될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 지지층으로 실리콘 질화막을 사용하고 보호층으로 텅스텐 박막을 사용한 다이빙 보드형 구조가 전자 물품 감시(EAS)용 센서의 소형화에 유리 할 것으로 생각된다.