• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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• pp.102-113
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• 1995

일반적으로 단결정 실리콘은 거의 모든 전자소자의 재료로서 널리 사용되고 있으며 제조공정기술 또한 상당한 수준에 도달하고 있다. 최근에는 실리콘 자체의 우수한 압저항효과, 기계적 특성 그리고 반도체 제조공정을 이용한 미세가공기술인 마이크로머시닝을 이용하는 반도체 압력센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기계식 압력센서에 비해서 전기적 변화를 이용하는 반도체 압력센서에서는 소형, 저가격, 고신뢰성, 고감도, 다기능, 고분해, 고성능 및 집적화 등의 우수한 특성을 지니고 있다. 본고에서는 이러한 특성을 가지는 반도체 압력센서중 특히, 압저항형과 용량형 압력센서의 구조와 원리, 그리고 연구.개발동향 및 향후 전망에 관해서 기술하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.777-787
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• 2012

본 논문에서는 여러 가지 충격하에서 압저항 고충격 미소가속도계의 과도 출력전압의 계산시 발생하는 방대한 계산 시간 문제를 모드중첩법 및 최소자승법을 이용하여 압저항 미소가속도계의 실시간 출력전압 계산이 가능하도록 효율적인 출력전압 과도해석 방법을 제안한다. 우선 정적 압저항-구조 해석을 통하여 미소가속도계의 변위와 출력전압을 계산하고 출력전압을 특정 위치의 변위에 관한 2차 다항식으로 근사화하여 그 회귀계수를 최소자승법을 통하여 결정한다. 이후에 모드중첩법을 통하여 여러 방향의 고충격하에서 미소가속도계의 과도 변위응답을 계산하고, 이 변위응답을 변위로 표현되는 출력전압 근사식에 대입하여 과도 출력전압을 예측한다. 100,000 G 고충격파, 사인파, 계단파 및 사각파 등의 여러 가지 고충격 입력에 대한 압저항 미소가속도계의 수치예제를 통하여 제안한 방법의 정확성 및 효율성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.111-117
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• 2018

마이크로 추력기의 성능평가를 위해 MEMS 추력 측정 시스템을 설계하였으며, 시스템의 성능 예측에 관한 연구를 수행하였다. 추력 측정 시스템은 빔, 박막, 압저항 센서로 구성된다. 시스템의 안정성 검증과 빔의 응력 변화를 확인하고 압저항 센서의 크기 및 위치 선정을 위해 FEM 해석을 수행하였다. 재료의 허용응력과 최대응력을 비교하여 설계한 시스템들의 안정성을 검증할 수 있었다. 압저항 센서는 높은 게이지 계수를 확보하기 위해 빔의 길이의 20%로 설계 하였으며, 기준형상의 박막과 빔의 크기는 각각 $15mm{\times}15mm$, $500{\mu}m{\times}500{\mu}m$로 설계하였다.

• 센서학회지
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• 제7권5호
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• pp.300-305
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• 1998

본 논문에서는 옵셋전압 및 full scale 출력전압, 옵셋전압 및 full scale 출력전압의 온도특성이 보상된 집적화 된 실리콘 압력센서를 설계하였다. 신호처리회로는 옵셋전압 및 full scale 출력전압을 원하는 값으로 조정할 수 있고 옵셋전압의 온도 드리프트를 최소화할 수 있으며 출력전압이 양의 온도계수를 갖도록 하여 압저항계수의 온도계수와 상쇄되도록 설계하였다. 설계한 신호처리회로는 바이폴라 공정 파라미터를 이용하여 SPICE로 시뮬레이션하였다. 옵셋전압 및 full scale 출력전압의 조정을 위하여 온도계수가 서로 다른 이온주입저항을 이용하였다. 시뮬레이션결과 옵셋전압 및 옵셋전압의 온도계수 조정저항을 이용하여 옵셋전압을 0.133V로 조정하였고 온도 드리프트는 $42\;ppm/^{\circ}C$로 감소시킬 수 있었다. full scale 출력전압 조정저항을 이용하여 full scale 출력전압값을 4.65V로 조정하였고 온도보상을 통해 출력전압의 온도계수를 $40\;ppm/^{\circ}C$로 감소시킬 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.31-37
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• 1996

본 연구에서는 LPCVD(저압화학기상증착)로 형성된 폴리실리콘의 전단 압저항 효과를 이론적으로 분석하고, 전단 압저항체를 응용한 압력센서를 설계 제작하여 그 특성을 연구하였다. 제작된 센서는 $1kgf/cm^{2}$의 압력과 $-20{\sim}+125^{\circ}C$의 온도범위에서 3.1mV/V의 압력감도, ${\pm}0.012%FS/^{\circ}C$의 오프셀온도계수(TCO), ${\pm}0.08%FS/^{\circ}C$의 감도온도계수(TCS)를 나타내었다. 또한, 같은 온도범위에서 ${\pm}0.2%FS$의 히스테리시스, ${\pm}1.5%FS$의 비직선성 변화를 보였다. 전단형 압력센서는 브리지형과는 달리 하나의 저항체로 이루어져 있어 브리지의 각 저항값 불일치로 인한 특성의 오차를 줄일 수 있고, 절연층 위에 폴리실리콘이 형성되어 있으므로 온도범위를 확장할 수 있는 장점을 가진다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.269-272
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• 2001

실리콘 마이크로머시닝 기술과 바이폴라 공정으로 집적화된 압력센서를 제작하고 동작특성 평가를 수행하였다. 센서부 보상파라미터를 추출하였고 트리밍 공정을 통하여 출력전압의 보상을 수행하였다. 센서 특성은 압저항 위치, 마스크 정렬 오차, 다이어프램 정밀두께제어 정도, 보호막의 과도식각 정도 등에 의하여 민감하게 좌우됨을 알 수 있었다. 웨이퍼별 샘플추출을 통하여 센서부 감도는 평균 0.653mV/kPa, 감도의 온도계수는 -2078.8ppm/℃, 옵셋 전압은 30.78mV, 옵셋전압의 온도계수는 32.11㎶/℃로 측정되었다. 추출된 샘플의 다이어프램 두께오차는 27±2.5㎛였다. 센서부 특성평가 결과를 통하여 신호처리회로의 옵셋 및 스팬보상, 온도보상을 위한 트리밍 공정을 수행한 결과 개발사양을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.