Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
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The analysis on properties of IR emitter unit device fabricated by using MEMS technology for Infrared Scene Projector

MEMS 기술을 이용하여 제작한 적외선 영상 투사용 에미터 단위 소자의 특성 분석

  • Park, Ki Won (The school electrical engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Shin, Young Bong (The school electrical engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Kang, In-Ku (The school electrical engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Lee, Hee Chul (The school electrical engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology)
  • 박기원 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ;
  • 신영봉 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ;
  • 강인구 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ;
  • 이희철 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과)
  • Received : 2016.05.23
  • Accepted : 2017.02.13
  • Published : 2017.03.25
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Abstract

In this paper, designed infrared (IR) emitter device for infrared scene projector (IRSP) which is used for evaluating the performance of IR sensor systems was simulated by using finite element analysis (FEA) tool and fabricated by using MEMS (Micro Electro-Mechanical System) technology. The performance of the fabricated IR emitter unit device was characterized in the vacuum chamber by using IR image microscope for MWIR($3{\sim}5{\mu}m$), which showed 423K apparent temperature (Tapp) and 22msec time constant (${\tau}$).

본 논문에서는 가상의 적외선 영상을 투사하여 적외선 검출기의 성능 평가를 위한 목적으로 사용되는 적외선 영상 투사장치 (Infrared scene projector, IRSP)의 내부에서 적외선을 방사하는 역할을 하는 적외선 에미터 소자에 대한 연구가 수행되었다. 적외선 에미터 소자의 구조를 설계한 후 설계된 소자의 특성 파라미터들을 추출하였으며 각 특성 파라미터에 근거한 소자의 성능을 유한 요소법을 통해 예측하였다. 또한 소자를 구성하는 각 부분의 특성에 따른 물질 선정 후 MEMS 기반 반도체 공정기술을 적용하여 에미터 단위소자를 제작하였고 중적외선 대역($3{\sim}5{\mu}m$)의 적외선을 관찰할 수 있는 적외선 영상 현미경을 사용하여 진공 환경을 갖춘 챔버 내부에서 소자의 성능을 측정한 결과 최대 423K의 유효온도 및 22msec의 응답 시간을 나타내는 것을 확인하였다.

Keywords

References

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