• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.203-207
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• 2000

ISFET 포도당센서는 전류법적인 엑츄에이션(amperometric actuation)기법을 도입하여 감도 향상에 큰 이점을 얻을 수 있었다. 그러나 이러한 측정법은 측정 후, 감지막 내부와 외부사이에 화학적 평형상태를 유지하려는 수소이온의 이동 때문에 초기 출력 값을 회복하는 데 많은 시간을 필요로 한다. 이러한 회복시간 지연문제는 센서의 실용화 장애 요인 중 하나이다. 본 논문에서는 백금작업전극에 환원전위를 인가하여 수산화($OH^-$)이온을 인위적으로 발생시킴으로써 감지막 내의 수소이온 농도를 조절하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 방법으로 실험한 결과, 기존에 수십 분 소요되었던 회복시간을 2분 이내로 단축하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.599-602
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• 2001

전도성 고분자인 poupyrrole과 polyaniline을 이용하여 센서를 제조하고 휘발성 유기화합물에 대한감응특성 및 감지막의 물성을 조사하여 지금까지 알려지지 않은 감응 기구를 설명하고자 하였다. Polypyrrole과 polyaniline은 두께가 얇은 경우가 두꺼운 경우보다 감도가 높았으며, 1분간 도펀트를 제거한 센서가 가장 높은 감도를 나타내었다. 또한 두 가지 센서 모두 극성이 강한 분자가 흡착될수록 감도가 증가하였는데, 이는 극성을 갖는 분자가 감지막 내부로 침투하여 polaron 및 자유 carrier를 고착시키거나 추가의 자유 carrier를 형성하여 전도도에 변화를 주기 때문인 것으로 판단된다.

• 센서학회지
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• 제5권4호
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• pp.41-46
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• 1996

변압기 절연유중 용존수소를 감지하기 위해 Pd/Pt 게이트 MISFET 센서를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 동일 칩안에 내장형 히터와 온도측정용 다이오드를 제조하고 MISFET의 전압 드리프트를 줄이기 위해 차동형구조로 하였다. 수소유입 드리프트를 줄이기 위해, 양쪽 FET의 게이트 절연층을 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 2중 구조로 하였다. 수소감지막의 블리스터를 줄이기 위해 Pd/Pt 2중 금속층을 증착하였다. 제조된 센서의 변압기 절연유에 대한 수소감지 특성은 40mV/10ppm 감도와 0.14mV/day 안정도를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권7호
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• pp.716-722
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• 1996

박막 형 가스 센서의 막 두께가 가스 감지 특성에 미치는 영향을 단순화된 모델로부터 수식으로 유도하여 해석하였고, 그것을 ${SnO}_{2}$와 CuO-${SnO}_{2}$ 박막의 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 실험 결과에 적용하였다. 유도된 수식으로부터 박막 가스 센서의 가스 감지 특성은 가스의 박막 안으로의 확산성에 크게 의존하며, 그 가스 확산성은 박막의 두께, 가스의 센서 재료의 반응성, 작동 온도 등에 의해서 결정됨을 알 수 있었다. 또한 이 수식은 CuO-${SnO}_{2}$ 박막의 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 실험 결과와 비교적 잘 일치하였고, CuO-${SnO}_{2}$ 박막과 ${SnO}_{2}$ 박막의 서로 판이한 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 설명에 적용되었다. 이로부터, 일반적인 산화물 반도체식 가스 센서의 가스 감지 특성이 가스 확산성에 의해서 어떻게 지배되는가를 구체적으로 제안하였다.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.367-373
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• 2017

중공사형 정밀여과(MF)와 한외여과(UF)를 포함한 가압식 막여과 시스템은 높은 수준의 병원균 제거 효율로 인해 음용수 처리에 점점 더 많이 사용되고 있다. 그러나 가압식 막여과 시스템에서 분리막의 손상으로 인한 막완결성의 문제가 발생시 병원체가 유출될 수 있으므로, 효과적인 온라인 또는 오프라인 방식의 막 완결성 모니터링 방법을 통해 수질의 안정성을 보장하여야 한다. 최근 막 완결성 시험 중 하나 인 압력손실시험(pressure decay test, PDT)이 가압식 분리막 모듈을 이용한 음용수 처리 시설에 적용되고 있다. 이 논문에서는 PDT의 기체 주입방법에 따른 세 가지 조건으로 원수 측, 여과수 측, 원수 여과수 양방향 측 세 가지 조건을 선정 후 이에 따른 감지감도를 이론값과 실험값을 적용하여 비교하였다. 실험결과 가압되는 측의 부피와 감도는 반비례함을 확인하였고, 주입부의 반대방향에 부압을 형성 시에도 감도가 증가함을 확인할 수 있다. 즉 막 손상의 감지감도는 주입되는 부분의 체적이 작아질수록, 분리막을 경계로 유입과 여과 측의 압력차가 클수록 높아짐을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제1권1호
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• pp.5-12
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• 1992

팩시밀리용 1차원 영상감지소자로 사용 가능한 수소화된 비정질 실리콘 다층막을 RF 글로방전 분해법으로 제작하였다. ITO/i-a-Si:H/Al 구조는 양전극으로부터의 캐리어주입과 인듐확산으로 인한 암전류가 상대적으로 크므로 본 논문에서는 이 암전류를 억제하고, ITO/i-a-Si:H의 계면에 임듐확산으로 인한 광전변환특성의 저하를 막기 위하여 $SiO_{2}$ 혹은 $SiO_{x}N_{y}$막이 사이에 끼인 ITO/유전체/i-a-Si:H/p-a-Si:H/Al구조를 제작하였다. 이는 계면의 전장을 증가시켜 양호한 광전변환특성을 얻기 위한 것이다. $SiO_{2}$막의 두께가 $300{\AA}$이고 p-a-Si:H막의 두께가 $1500{\AA}$일 때 암전류는 0.1nA이하로 억제되고 광전류도 5V의 인가전압에서 20nA로 포화되었다. 또한 광이용률을 향상시키기 위해 $SiO_{x}N_{y}$막을 ITO와 함께 이중 반반사약으로 형성시켜 ITO/a-$SiO_{x}N_{y}$/i-a-Si:H/p-a-Si:H/Al구조의 다층막을 제작하였다. 이 때 $SiO_{x}N_{y}$막 및 p-a-Si:H막의 두께는 각각 $300{\AA}$ 및 $1500{\AA}$으로 하였다. 광도 $20{\mu}W/cm^{2}$ 및 인가바이어스 5V하에서 광전류는 30nA, 암전류는 0.08nA로 각각 좋은 특성을 나타내었으며 광전류도 5V게서 포화되었다. 또한 분광감도특성의 결과로부터 단층막의 최대감도를 나타내는 파장은 약 630nm이었으며 다층막의 경우는 약 560nm정도이었다. 제작된 다층막의 균일도는 약 5%의 오차를 가졌으며 광응답시간은 0.3msec였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.242-242
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• 2010

SiO2박막을 이온 감지막으로 이용한 pH농도센서를 제작하였다. 현재 많은 연구중인 pH센서, pH-ISFET(pH-Ion Sensitive Field Effect Transistor)는 용액과 기준전극간의 전기화학적 변위차를 이용하여 pH를 센싱한다. pH-ISFET는 기존 CMOS공정을 그대로 이용할 수 있고, 이온감지막의 변화만으로 다양한 센서를 제작할 수 있어 최근 많은 연구가 진행 중이다. 하지만 FET를 제작하기 위한 공정의 복잡성과 용액의 전위를 정해주고 FET에 바이어스를 인가해줄 기준전극이 반드시 필요하다는 제한성이 있다. 따라서 본 연구에서는 SOI 기판을 이용하여 간단한 구조의 pH센서를 제작하였다. 센서는 (100)결정면을 가지는 p-타입 SOI(Silicon On Insulator)기판을 사용하였으며 포토리소그래피 공정을 이용하여 back-gated MOSFET구조로 제작하였다. 이온감지막으로 사용할 SiO2박막은 RF 스퍼터링을 이용하여 $100{\AA}$ 증착하였다. 바이어스는 기존 pH-ISFET와는 다르게 기준전극 대신 기판을 backgate로 사용하여 FET에 바이어스를 인가해 주었다. pH 용액 주입을 위해 PDMS재질의 챔버를 제작하고 실리콘글루를 이용하여 센서에 부착하였다. pH12부터 pH4까지 단계적으로 누적시키며 챔버에 주입하였고, pH에 따른 드레인전류의 변화를 관찰하였다. pH용액을 챔버에 주입시, pH농도에 따라 제작된 센서의 문턱전압이 오른쪽으로 이동하는 결과를 관찰할 수 있었다. 결과적으로, 구조가 간단한 pseudo MOSFET을 이용하여 pH센서의 적용가능성을 확인하였으며 SiO2박막 역시 본 pH센서의 이온감지막의 역할과 센서의 안정성을 향상시킬 수 있다는 점을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.342-348
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• 2015

본 논문에서는 펄스 모드 발진기와 지연선로를 이용하여 새로운 감지 형태를 갖는 버블형 동작감지기를 제안하고, 설계 및 제작하였다. 제안된 동작감지기는 송신 신호의 펄스폭으로 버블 형태의 감지 영역을 형성하며, 지연선로에 의해 시간 지연되는 거리에 해당하는 물체에서 반사된 신호만을 감지하여 IF 신호를 만들어낸다. 제작된 동작감지기는 중심주파수 8 GHz, 펄스 폭 2 nsec, 펄스 주기 30 nsec를 갖는 펄스 모드 발진기를 신호원으로 사용하였으며, 7 nsec와 12 nsec의 지연 시간을 갖는 선로 2개를 사용하여 1 m, 3 m, 5 m의 위치에 버블막 형태의 감지 영역을 성공적으로 형성하여 물체를 감지하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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• pp.21-26
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• 1995

Highly sensitive and mechanically stable gas sensors have been fabricated using the microfabrication and micromaching techniques. The sensing material used to detect the offensive trimethylarnine ((CH$_{3}$)$_{3}$N) gas is 6 wt% $Al_{2}$O$_{3}$-doped, 1000.angs.-thick ZnO deposited by r. f. magnetron sputtering. The optimum operating temperature of the sensor is 350.deg.C and the corresponding heater power is about 85mW. Excellent thermal insulation is achieved by the use of a double-layer structure of 0.2.mu.m -thick silicon nitride and 1.4.mu.m-thick phosphosilicate glass(PSG) prepared by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) and atmospheric pressure chemical vapor deposition(APCVD), respectively. The sensors are mechanically stable enough to endure at least 43, 200 heat cycles between room temperature and 350.deg. C.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.163-163
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• 2010

중적외선 영역 ($3{\sim}5\;{\mu}m$)은 공기 중에 존재하는 이산화탄소나 수증기에 의해 흡수가 일어나지 않기 때문에 군사적으로 중요한 파장 영역이며, 야간에 적을 탐지하는데 응용되고 있다. InSb는 77 K에서 중적외선 파장 흡수에 적합한 밴드갭 에너지 (0.228 eV)를 갖고 있으며, 다른 화합물 반도체와 달리 전하 수송자 이동도 (전자: $10^6\;cm^2/Vs$, 정공: $10^4\;cm^2/Vs$)가 매우 빠르기 때문에 적외선 화상 감지기 재료로 매우 적합하다. 또한 현재 중적외선 영역대에서 널리 사용되는 HgCdTe (MCT)와 대등한 소자 성능을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자의 제작 용이성 때문에 MCT를 대체할 물질로 주목 받고 있다. 하지만, 기판과 절연막의 계면에 존재하는 결함 때문에 에너지 밴드갭 내에 에너지 준위를 형성하여 높은 누설 전류 특성을 보인다. 따라서 InSb 적외선 소자의 구현을 위하여 고품질의 절연막의 연구가 필수적이라고 할 수 있겠다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, n형 InSb 기판에 플라즈마 화학 기상 증착법 (PECVD)을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$를 증착하였으며, 증착 온도를 $120^{\circ}C$에서 $240^{\circ}C$까지 $40^{\circ}C$ 간격으로 변화하여 증착온도가 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 절연막과 기판의 계면 특성을 분석하기 위하여 77 K에서 커패시턴스-전압 (C-V) 분석을 하였으며, 계면 트랩 밀도는 Terman method를 이용하여 계산하였다 [1]. $Si_3N_4$를 증착하였을 경우, $120{\sim}240^{\circ}C$의 증착 온도에서 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도를 가졌으며, 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 또한 모든 증착 온도에서 flat band voltage가 음의 전압으로 이동하였다. $SiO_2$의 경우 $120{\sim}200^{\circ}C$의 증착온도에서 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도 값을 보였으나, $240^{\circ}C$ 이상에서 계면 트랩밀도가 $12{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$로 크게 증가하였다. $SiO_2$ 절연막을 사용함으로써, $Si_3N_4$ 대비 약 25% 정도 낮은 계면 트랩 밀도를 얻을 수 있었으며, 모든 증착 온도에서 양의 전압으로 flat band voltage가 이동하였다. 두 절연막에 대한 계면 트랩의 원인을 분석하기 위하여 XPS 측정을 진행하였으며, 깊이에 따른 조성 분석을 하였다. 본 실험에서 최적화된 $SiO_2$ 절연막을 이용하여 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. Be+ 이온 주입을 진행하고, 급속열처리(RTA) 공정을 통하여 p층을 형성하였다. -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3\;{\Omega}\;cm^2$의 RoA (zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다.