• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1581-1583
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• 2002

본 논문은 다공질 실리콘 다이어프램에 대한 화학 센서의 일종인 습도, 에탄올, 메탄올의 감지 특성을 측정하고 전기 전도도의 변화를 고찰하였다. 먼저, TMAH 용액으로 실리콘 다이어프램을 제작한 후, HF와 에탄올의 혼합 용액내에서 일정 전압을 인가하여 다공질 실리콘 다이어프램을 형성하였다. 다공질 실리콘을 면(100)에 수직한 방향으로 $50{\sim}100{\mu}m$ 두께로 균일하게 형성하여 p+-PSi-n+ 구조의 소자를 제작하였다. 다공질 실리콘 다이어프램의 절대습도에 대한 감도는 입력 주파수 5kHz에서 인가 전압이 $2{\sim}6$Vpp에서 $376.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또, 인가 전압 6Vpp에서 입력 주파수가 $2{\sim}5$kHz으로 변할 때 $393.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또한, 에탄올에 대한 감도는 $0.068{\mu}A$/%이며, 메탄올은 $0.212{\mu}A$/%으로 다공질 실리콘 다이어프램은 에탄올 보다 메탄올이 더 민감하게 반응하였다. 일반적으로 다공질 실리콘의 전기전도도는 charged surface traps과 screening effect에 의존한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1902-1904
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• 2001

본 논문은 마이크로머시닝 기술을 응용하여 다공질 실리콘 다이어프램을 제작하여 air, $N_2$, Ar 분위기에서 유리로 패키징하였다. 유리로 패키징된 소자들과 유리 패키징을 하지 않는 소자를 시간 경과에 따른 다공질 실리콘의 PL(Photoluminescence) 스펙트럼 (peak wavelength, intensity)과 저항 변화를 측정하였다. 또한, 패키징 분위기에 따른 다공질 실리콘의 aging 효과를 서로 비교하여 다공질 실리콘 다이어프램을 이용한 PIN 구조의 소자를 광센서로써 응용 가능성을 살펴보았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.11a
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• pp.77-78
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• 2002

본 논문은 Pt/Ti 박막을 HF-ethanol 혼합 용액에 대한 매스킹 물질과 오믹 전극으로 사용하였다. 다공질 실리콘 층에 정공과 전자의 주입을 용이하게 하기 위해 이온 주입 공정으로 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 전극을 실리콘 다이어프램에 구성하였다. 실리콘 다이어프램 영역에 정전압을 인가하여, 전기화학적 방법으로 관통된 PSi 층을 다이어프램 영역에 성장시켰다. 또한, 제작된 소자를 UV에 대한 광 특성을 고찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1908-1910
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• 2001

본 논문은 마이크로머시닝 기술을 이용하여 lift-off 공정으로 패턴닝 한 후 TMAH (Tetramethylammonium Hydroxide) 용액으로 $5{\sim}100{\mu}m$ 두께의 실리콘 다이어프램을 제작하였다. Pt/Ti 박막을 HF 전해질의 mask 물질로 사용하여 HF 용액 내에서 전기화학적 방법으로 정전압을 인가, 다이어프램 영역에 다공질 실리콘을 성장시켜 관통하였다. 140$^{\circ}C$의 질소 분위기에서 $10{\sim}15{\mu}m$두께의 LDPE(Low Density Poly Ethylene) 필름을 물리적으로 다이어프램 영역에 코팅하고 $K_2CO_3$ 용액내에서 ${CO_3}^{2-}$ 이온의 barrier에 의한 전류의 감소를 전기화학적인 분석방법에 의하여 측정하였다. 일정 전압하에서 이온 농도에 기인하는 다공질 실리콘과 LDPE 표면에서 Barrier의 두께에 따른 저항의 증가를 전극으로 감지하여 농도-전류의 특성을 측정하고 이것을 기준으로 하여 미지농도의 $K_2CO_3$ 용액내의 ${CO_3}^{2-}$ 이온 농도를 측정하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.11 no.8
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• pp.620-627
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• 1998

For chemical microsensors such as humidity and gas sensors, it is essential to obtain a single pore with a large inner surface and straight structure. In this paper, cylindrical macroporous silicon layers have been formed of p-silicon substrate by anodization in HF-ethanol-water solution with an applied current. The pores grew normal to the (100) surface and were uniformly distributed. The pore diameter was approximately $1.5~2{\mu}m$ with a depth of $20~30{\mu}m$ and the pores were not interconnected, which are in sharp contrast to the porous silicon reported previouly for similarly doped p-Si. Porous silicon diaphragms 18 to $200{\mu}m$ thick were formed by anistropic etching in TMAH solution and then anodization. The fabrication of macroporous silicon and free-standing diaphragms is expected to offer applications for microsensors, micromachining, and separators.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.1
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• pp.17-22
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• 1999

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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07d
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• pp.1558-1560
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• 1998

Macroporous silicon diaphragms 20 to $200{\mu}m$ thick have been formed on p-type silicon by anistropic etching in TMAH solution and then by electrochemical etching in HF-ethanol-water solution with an applied current. The pores have a pore diameter of $1.5{\sim}2{\mu}m$, with a depth of $20{\sim}30{\mu}m$ and are not interconnected, which are in sharp contrast to the porous silicon reported previouly for similarly doped p-Si. The fabrication of macroporous silicon and free-standing diaphragms is expected to offer new applications for microsensors, micro-machining, and separators.