Abstract
A pressure sensor on the tip of a catheter which is utilized to measure the in-vivo pressure in a human body was fabricated and the characteristic of the pressure sensor as measured. To fit into a catheter with 1 mm caliber, samples of $150\;{\mu}m$(thickness) ${\times}$ (600, 700, 800, 900, 1000) ${\mu}m$(width) ${\times}2\;mm$(length) was fabricated. The thicker face with $450\;{\mu}m$ thickness of SDB wafer was made thin to $134\;{\mu}m$ thickness using KOH etchant and it made possible to fabricate sensor cell with the width shorter than 1 mm. Different to the whitstone bridge sensor, we formed one piezoresistor and one reference resistor in sensor. Therefore there are possibilities of reduction of the sensitivity, then by using the simulation tool ANSYS 5.5.1, the location and the type of the piezoresistor was optimized. Another piezoresistor type of sensor which contain one longitudinal and one transverse piezoresistor was fabricated at the same time, but the sensitivity was not improved very much. To get the output versus the pressure, a constant current source and a implementation amplifier was used. As a result, the maximum sensitivity of the sensor with one piezoresistor was $1.6\;{\mu}V/V/mmHg$.
생체 내 압력을 in-situ로 측정하기 위해 삽입하는 카테터의 내부에 탑재될 압력센서를 설계, 제조하여 그 특성을 측정하였다. 카테터의 내경 1mm에 맞도록 $150\;{\mu}m$(두께) ${\times}$ (600, 700, 800, 900, 1000) ${\mu}m$(폭) ${\times}2\;mm$(길이)로 제조하였고, SDB 웨이퍼의 두꺼운 쪽을 KOH수용액을 이용하여 $134\;{\mu}m$로 식각하여 폭이 1 mm이하인 소자의 제조가 가능하도록 하였다. 기존의 휘트스톤 브리지와는 다르게 단일 압저항과 기준 저항을 형성시켜 보다 소형으로 제조하였다. 단일 압저항을 사용하기 때문에 감도가 휘트스톤 브리지형 센서 보다 감소하므로 ANSYS 55.1로 시뮬레이션하여 압력 센서의 감도가 최대가 되도록 압저항체의 형태와 위치를 최적화 시켰다. 또한 다이아프램 변에 수직인 저항과 수평인 저항을 넣은 쌍 압저항 센서도 동시에 제조하여 특성을 비교한 결과 다이아프램이 소형일수록 단일 압저항 센서의 감도가 우수함을 알 수 있었다. 센서의 압력에 대한 변화를 측정하기 위해 압저항에 정전류원을 인가하여 증폭회로로 측정한 단일 압저항 센서의 최대 감도는 $1.6\;{\mu}V/V/mmHg$였다.
