• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.56-62
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• 1997

고주파 마그네트론 스펏터링법을 이용하여 La 성분비에 따른 PLT 박막을 제조하였다. 낮은 분위기압력하에서 PLT 박막은 높은 C 축 배향성을 보였다. PLT 박막의 C축 배향성은 분위기 압력과 La 성분비가 증가할수록 XRD 와 SEM 분석에서 감소함을 확인하였다. La의 성분비가 증가할수록 PLT 박막의 비유전율은 증가하였으며 잔류분극은 감소하였다.

• 센서학회지
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• 제5권4호
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• pp.1-7
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• 1996

실리콘 미세가공 기술로 약 $0.6{\mu}m$ 두께의 150 nm-$Si_{3}N_{4}$/300 nm-$SiO_{2}$/150 nm-$Si_{3}N_{4}$ 다이아프레임을 실리콘 기판위에 형성하고, 이것과 광섬유를 결합하여 광강도형 압력센서를 제작하였다. 센서의 광원에서 사용하는 파장인 $1.3\;{\mu}m$ 근방에서 다이아프레임의 광투과도는 약 50 %였으나, 다이아프레임에 약 $1,000\;{\AA}$의 금(Au)을 증착하여 다이아프레임의 광투과도를 수 %정도로 감소시킬 수 있어서 이 다이아프레임을 센서의 광반사막으로 사용할 수 있었다. 다이아프레임의 크기를 $3{\times}3\;mm^{2}$, $4{\times}4\;mm^{2}$ 및 $5{\times}5\;mm^{2}$로 각각 변화시켜 제작한 센서에서, 센서의 광출력은 $0{\sim}77\;torr$의 측정압력범위에서 인가하는 압력을 중가 시킴에 따라 각각 선형적으로 감소하였으며, 이들 센서의 압력감도는 각각 0.52 nW/torr, 0.65 nW/torr 및 0.77 nW/torr로서 다이아프레임의 크기를 증가시킴에 따라 증가하였다.

• 센서학회지
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• 제9권2호
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• pp.90-95
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• 2000

$Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$/Si 판위에 MgO 박막을 성장하여 MgO 단결정과 결정배향성이 유사한 초전형 적외선 센서용 기판을 제작하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법으로 MgO 박막을 성장하였고, 그 위에 Pt 하부전극과 PLT 박막을 성장시킨 후 c축 배향성을 조사하였다. $500^{\circ}C$의 기판온도와 30 mTorr의 분위기 압력 및 160 W의 RF power에서 성장된 MgO 박막이 단결정 MgO가 가지는 배향성 정도의 우수한 a축 배향성을 보였고, 그 위에 성장된 PLT 박막은 MgO 단결정 기판위에 성장된 것과 거의 회절강도 변화가 유사한 c축 배향성을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.578-583
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• 2017

본 논문은 최근에 모바일 기기에 적용되고 있는 차세대 터치 기술로서 압력터치 센서를 이용한 3D 터치패드 기술에 관한 것이다. 3D터치 기술은 터치 위치 및 터치 압력을 동시에 검출할 수 있고 멀티터치 기능이 있어야 한다. 본 논문의 목적은 스트레인 게이지를 이용하여 압력터치 센서를 제작하고 2점을 동시에 터치 가능한 압력터치 패드 제작이다. 하드웨어 부분은 터치 인식 센서에 금속 박막형 스트레인 게이지를 이용하였고 각 스트레인 게이지 센서마다 휘스톤 브리지 회로로 미세한 터치 신호를 검출하였다. 또한, 터치 신호 증폭기를 사용하여 터치 신호를 증폭하고 마이크로프로세서를 통해 디지털 데이터로 변환하여 화면에 디스플레이하는 터치 인식 시스템을 만들었다. 소프트웨어 부분은 2점 동시터치가 가능하고 터치 압력에 따라 구별 가능한 터치 인식 알고리즘을 C언어로 제작하였다. 터치 강도와 터치 위치가 다른 두 개의 터치 신호를 동시에 검출하여 화면에 나타내는 실험을 성공적으로 수행하였다. 본 연구를 통해 스트레인 게이지를 이용한 터치 인식 방법으로 3D 터치패드의 응용 가능성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1372-1374
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• 2001

This paper describes fabrication and characteristics of metal thin-film pressure sensor for working at high temperature. The proposed pressure sensor consists of a chrom thin-film, patterned on a Wheatstone bridge configuration, sputter-deposited onto thermally oxidized Si membranes with an aluminium interconnection layer. The fabricated pressure sensor presents a low temperature coefficient of resistance, high-sensitivity, low non-linearity and excellent temperature stability. The sensitivity is 1.097 $\sim$ 1.21 mV/V kgf/$cm^2$ in the temperature range of 25 $\sim$ $200^{\circ}C$ and the maximum non-linearity is 0.43 %FS.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.7-13
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• 1995

MOSFET의 전장효과와 압전물질의 압전효과를 결합한 새로운 FET형 반도체압력소자(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제조하고 동작 특성을 조사하였다. PSFET의 압전박막은 RF 마그네트론 스퍼터링으로 ZnO박막을 약 $5000{\AA}$ 게이트 위에 성막하였다. ZnO 압전박막의 최적 c-축 배향분극 구조를 얻기 위한 막 제조조건은 기판온도가 $300^{\circ}C$, RF 전력이 140W, 작업 분위기압은 5mtorr였으며, 플라즈마가스는 아르곤이었다. 제조된 PSFET는 적용된 압력범위($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$)에서 비록 감도는 낮으나 비교적 안정한 동작특성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.376.2-376.2
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• 2014

마이크로볼로미터 적외선 센서는 인체감지, 전자부품의 품질검사, 에너지 절감, 산업시설감시 및 군사용으로 다양하게 적용되고 있다. 기존에 이러한 적외선 센서의 감지재료로 VOx 또는 비정질 Si이 가장 많이 사용되고 있으며, VOx는 감도가 높고, 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 기존의 VOx 박막 증착법을 개선하여 Zn 산화물 박막을 혼용한 적외선 감지재료를 이용한 마이크로볼로미터 제작 및 특성에 대해 보고한다. RF sputtering 방법으로 약 140 nm의 VOx/ZnO/VOx 샌드위치 박막을 증착하고, 산소분위기에서 열처리함으로써 온도저항계수(TCR)가 약 -3.0 %/K의 값을 갖는 특성을 구현하였다. 갓 증착된 V-Zn 박막에서는 XRD 스펙트럼에서는 V2O5 관련 피크가 주로 관측되었으며, 산소열처리에 의해 VO2 피크가 새롭게 관측되었다. 볼로미터 감지소자는 유효면적 $50{\times}50{\mu}m^2$ 으로 bulk micromaching 공정을 통해 제작하였다. Si 기판위에 SiNx 박막을 PECVD 장치를 이용하여 증착하였으며, 적외선 감지층으로 V-Zn 산화물을 RF sputtering 방법으로 증착하여 열처리 후 SiNx passivation 박막으로 보호하였다. 열적고립을 위해 패터닝 후 Si 기판을 KOH 용액을 이용하여 약 $20{\mu}m$ 식각하여 소자를 구현하였다. 제작된 소자의 특성을 평가한 결과 반응도는 1.57e+4 V/W, 탐지도는 $8.79e+7cmHz^{1/2}/W$를 얻을 수 있었다. 소자의 동작 특성을 평가하기 위해 진공 압력을 1e-3 torr 이하에서 thermoelectric cooler를 장착한 metal package를 제작하여 동작온도에 따른 특성을 평가하였다. 동작온도를 $10^{\circ}C{\sim}40^{\circ}C$로 하여 측정한 결과 동작온도가 증가할수록 신호전압은 감소함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.223.2-223.2
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• 2013

비정질 실리콘은 태양전지, 트랜지스터, 이미지 센서 등 다양한 분야에서 응용되고 있으며 새로운 박막 소자 개발을 위한 소재로서 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 소자개발에 있어 공정상에서 발생하는 비정질 실리콘 박막의 높은 응력(stress)은 소자의 특성을 떨어뜨리는 문제점을 갖는다. 따라서 우수한 특성의 소자 개발을 위해서는 보다 낮은 응력을 갖는 비정질 실리콘 박막 증착 및 공정 조건에 따른 응력 조절이 필요하다. 저응력의 비정질 실리콘 박막 증착은 보다 낮은 반응온도에서 증착속도를 최소로 하여 성장되어야 하는데 이는 플라즈마기상증착(Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 시스템에 의해 가능하다. 따라서 본 연구에서는 PECVD 시스템을 사용하여 비정질 실리콘 박막을 증착하였고 그 특성을 분석하였다. 이 때 증착 온도, rf 파워, 공정 압력은 실험결과로부터 얻어진 낮은 박막 증착속도 하에서 안정적으로 증착이 가능한 조건으로 일정하게 유지하여 실험하였다. 공정 가스는 SiH4/He/N2의 혼합가스를 사용하였고 응력 조절을 위해 SiH4/He 가스비를 일정한 비율로 변화하여 비정질 실리콘 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 두께 및 표면 특성은 field emission scanning electron microscopy 및 atomic force microscopy를 이용하여 분석하였고, energy dispersive X-ray 분석을 통하여 정량 및 정성적 분석을 수행하였다. 그리고 stress measurement system을 이용하여 박막의 응력을 측정하였고 X-ray diffraction 측정 및 ellipsometry 측정으로부터 증착된 박막의 결정성, 굴절률 및 oiptical bandgap을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권11호
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• pp.1369-1375
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• 2006

In this work, mechanical characteristics of stainless steel diaphragm have been studied as a potential robust substrate and a diaphragm material for micromachined devices. Lamination process techniques combined with traditional micromachining processes have been adopted as suitable fabrication technologies. To illustrate these principles, capacitive pressure sensors based on a stainless steel diaphragm have been designed, fabricated and characterized. The fabrication process for stainless steel micromachined devices keeps the membrane and substrate being at the environment of 8.65MPa pressure and $175^{\circ}C$ for a half hour and then subsequently cooled to $25^{\circ}C$. Each sensor uses a stainless steel substrate, a laminated stainless steel film as a suspended movable plate and a fixed, surface micromachined back electrode of electroplated nickel. The finite element method is adopted to investigate residual stresses formed in the process. Besides, out-of-plane deflections are calculated under pressures on the diaphragm. The sensitivity of the device fabricated using these technologies is 9.03 ppm $kPa^{-1}$ with a net capacitance change of 0.14 pF over a range 0$\sim$180 kPa.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.232-238
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• 1999

페브리-페롯 간섭계 원리를 이용한 광섬유 센서를 철근 콘크리트 구조물에 매설하고 구조물에 압력을 가했을 때 위상변화와 스트레인과의 특성 관계를 조사하였다. 단일모드 광섬유 (SMF) 내에 $TiO_2$ 유전체 박막을 용융 접합하여 공극의 길이가 10 mm인 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 제작하였다. 제작한 페브리-페롯 간섭계와 6 mm의 철근을 $100{\times}100{\times}500\;mm^3$ 크기의 철근 콘크리트 구조물에 매설하였다. 광섬유 간섭계 및 광섬유 리드선은 접착제로 광섬유를 보호하였으며, 여러 지점에서 구조물이 받는 압력의 크기를 측정하기 위해 TDM 방식의 다중화 방법을 이용하였다. 제작한 광섬유 간섭계 센서의 광출력 특성은 인가한 하중에 따라 선형적으로 변화하였으며, 제작된 센서의 감도는 각각 $1.03^{\circ}/kg$와 $0.76^{\circ}/kg$이였다.