• Title/Summary/Keyword: 반도체 압력 센서

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A Study of Korea Performance Testing Methodology for Fingerprint Recognition System (국내 지문인식시스템 성능시험방법론 연구)

  • 신대철;심상옥;김재성
    • Proceedings of the Korea Institutes of Information Security and Cryptology Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.440-445
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    • 2002
  • 최근 생체인식제품 시장이 활성화됨에 따라 생체인식제품에 대한 객관적인 성능평가가 절실히 요구되고 있는 상황이다. 이미 국외에서는 이러한 추세에 따라 지문, 얼굴, 홍채, 음성 등 각 생체인식제품에 대한 성능평가 기술을 개발하고 있으며, 자국의 생체인식제품에 대한 성능을 개선하는데 도움을 주고 있다. 현재 국내의 경우는 생체인식제품에 대한 객관적인 성능평가 연구기반이 취약한 상태이며, 개발자 자신에 의한 주관적인 평가방법에 따라 자체 시험을 하는데 머물고 있는 실정이다. 이에 따라 본 고에서는 우선적으로 지문인식제품에 대한 국내 적용 가능한 성능평가 항목과 평가방법을 제시하기 위하여 광학식, 반도체식, 열감지식 입력센서별 온도, 습도, 압력, 기만성 측정방법과 인식알고리즘에 대한 성능측정방법을 분석하였다.

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The Operational Characteristics of a Pressure Sensitive FET Sensor using Piezoelectric Thin Films (압전박막을 이용한 감압전장효과 트랜지스터(PSFET)의 동작 특성)

  • Yang, Gyu-Suk;Cho, Byung-Woog;Kwon, Dae-Hyuk;Nam, Ki-Hong;Sohn, Byung-Ki
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.4 no.2
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    • pp.7-13
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    • 1995
  • A new FET type semiconductor pressure sensor (PSFET : pressure sensitive field effect transistor) was fabricated and its operational characteristics were investigated. A ZnO thin film as a piezoelectric layer, $5000{\AA}$ thick, was deposited on a gate oxide of FET by RF magnetron sputtering. The deposition conditions to obtain a c-axis poling structure were substrate temperature of $300^{\circ}C$, RF power of 140watt, and working pressure of 5mtorr in Ar ambience. The fabricated PSFET device showed good linearity and stability in the applied pressure range($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$).

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Sandwich-structured High-sensitivity Resistive Pressure Sensor based on Silver Nanowire (샌드위치 구조를 갖는 은 나노와이어 기반 고감도 저항성 압력 센서)

  • Lee, Jinyoung;Kim, Gieun;Shin, Dongkyun;Park, Jongwoon
    • Journal of the Semiconductor & Display Technology
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    • v.17 no.2
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    • pp.1-5
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    • 2018
  • Elastic resistive pressure sensor is fabricated by a direct spray coating of silver nanowires (AgNWs) on uncured polydimethylsiloxane (PDMS) and an additional coating of a conductive polymer, poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). To improve the sensitive and stability, we have fabricated sandwich-structured AgNW/polymer sensor where two AgNW/polymer-coated PDMS films are laminated with the conducting surfaces contacted by pressure lamination. It shows a resistance decrease upon loading due to the formation of dense network of AgNWs. It is demonstrated that the sandwich-structured AgNW/polymer sensor exhibits very high sensitivity ($2.59kPa^{-1}$) and gauge factor (37.8) in the low pressure regime. It can also detect a subtle placement and removal of a weight as low as 3.4 mg, the corresponding pressure of which is about 5.4 Pa. It is shown that the protrusion of AgNWs from PDMS is suppressed substantially by the over-coated PEDOT:PSS layer, thereby reducing hysteresis and rendering the sensor more stable.

Fabrication of Vertically Oriented ZnO Micro-crystals array embedded in Polymeric matrix for Flexible Device (수열합성을 이용한 ZnO 마이크로 구조의 성장 및 전사)

  • Yang, Dong Won;Lee, Won Woo;Park, Won IL
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.24 no.4
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    • pp.31-37
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    • 2017
  • Recently, there has been substantial interest in flexible and wearable devices whose properties and performances are close to conventional devices on hard substrates. Despite the advancement on flexible devices with organic semiconductors or carbon nanotube films, their performances are limited by the carrier scattering at the molecular to molecular or nanotube-to-nanotube junctions. Here in this study, we demonstrate on the vertical semiconductor crystal array embedded in flexible polymer matrix. Such structures can relieve the strain effectively, thereby accommodating large flexural deformation. To achieve such structure, we first established a low-temperature solution-phase synthesis of single crystalline 3D architectures consisting of epitaxially grown ZnO constituent crystals by position and growth direction controlled growth strategy. The ZnO vertical crystal array was integrated into a piece of polydimethylsiloxane (PDMS) substrate, which was then mechanically detached from the hard substrate to achieve the freestanding ZnO-polymer composite. In addition, the characteristics of transferred ZnO were confirmed by additional structural and photoluminescent measurements. The ZnO vertical crystal array embedded in PDMS was further employed as pressure sensor that exhibited an active response to the external pressure, by piezoelectric effect of ZnO crystal.

Analysis of Shear Stress Type Piezoresistive Characteristics in Silicon Diaphragm Structure (실리콘 다이아프램 구조에서 전단응력형 압전저항의 특성 분석)

  • Choi, Chae-Hyoung;Choi, Deuk-Sung;Ahn, Chang-Hoi
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.25 no.3
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    • pp.55-59
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    • 2018
  • In this paper, we investigated the characteristics of shear stress type piezoresistor on a diaphragm structure formed by MEMS (Microelectromechanical System) technology of silicon-direct-bonding (SDB) wafers with Si/$SiO_2$/Si-sub. The diaphragm structure formed by etching the backside of the wafer using a TMAH aqueous solution can be used for manufacturing various sensors. In this study, the optimum shape condition of the shear stress type piezoresistor formed on the diaphragm is found through ANSYS simulation, and the diaphragm structure is formed by using the semiconductor microfabrication technique and the shear stress formed by boron implantation. The characteristics of the piezoelectric resistance are compared with the simulation results. The sensing diaphragm was made in the shape of an exact square. It has been experimentally found that the maximum shear stress for the same pressure at the center of the edge of the diaphragm is generated when the structure is in the exact square shape. Thus, the sensing part of the sensor has been designed to be placed at the center of the edge of the diaphragm. The prepared shear stress type piezoresistor was in good agreement with the simulation results, and the sensitivity of the piezoresistor formed on the $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ diaphragm was $183.7{\mu}V/kPa$ and the linearity of 1.3 %FS at the pressure range of 0~100 kPa and the symmetry of sensitivity was also excellent.

A Study on the Annealing Effect of SnO Nanostructures with High Surface Area (높은 표면적을 갖는 SnO 나노구조물의 열처리 효과에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Il;Kim, Ki-Chul
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.9
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    • pp.536-542
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    • 2018
  • Tin dioxide, $SnO_2$, is a well-known n-type semiconductor that shows change in resistance in the presence of gas molecules, such as $H_2$, CO, and $CO_2$. Considerable research has been done on $SnO_2$ semiconductors for gas sensor applications due to their noble property. The nanomaterials exhibit a high surface to volume ratio, which means it has an advantage in the sensing of gas molecules. In this study, SnO nanoplatelets were grown densely on Si substrates using a thermal CVD process. The SnO nanostructures grown by the vapor transport method were post annealed to a $SnO_2$ phase by thermal CVD in an oxygen atmosphere at $830^{\circ}C$ and $1030^{\circ}C$. The pressure of the furnace chamber was maintained at 4.2 Torr. The crystallographic properties of the post-annealed SnO nanostructures were investigated by Raman spectroscopy and XRD. The change in morphology was confirmed by scanning electron microscopy. As a result, the SnO nanostructures were transformed to a $SnO_2$ phase by a post-annealing process.

EMF (electromagnetic field strength)가 스퍼터된 ITO 박막의 초기 성장에 미치는 영향

  • Park, So-Yun;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.183-183
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    • 2015
  • Indium tin oxide (ITO)는 넓은 밴드갭을 가지는 n-type의 축퇴 반도체로 태양전지, 스마트윈도우, 터치 센서, organic light emitting displays (OLEDs) 등에 널리 적용된다. 최근 touch screen panels (TSPs)의 높은 전기적 특성 및 고해상도 요구에 따라 고품질 ITO 박막개발의 수요도 증가하는 추세이다. 지금까지 ITO 박막의 물성 및 기계적 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔지만 ITO 초박막 에서의 근본적인 물성 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이므로, 이러한 연구는 필수적이라 할 수 있다. ITO 초박막은 광학적 특성은 우수하나, 낮은 결정성으로 인해 전기적 특성이 나쁘다는 단점을 가지며, 이러한 ITO 박막의 결정성은 초기 박막 성장과정에 많은 영향을 받는다. ITO 박막의 초기성장과정은 핵이 생성된 후(nucleation), 각각의 위치에서 성장하게 되고(growth), 합쳐지면서(coalescence) 연속적인 막을 형성 하는데(continuous), 이러한 초기 박막 성장 과정 중에 핵 생성 밀도를 증가시키고 박막이 연속적으로 되는 두께를 감소시킨다면, 더욱 더 고품질의 ITO 초박막을 얻을 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서는 박막 초기 형성 과정 중 섬들이 합체되는 두께를 최소화시키기 위하여 EMF(electromagnetic field strength) 시스템을 이용하였다. EMF 시스템은 DC 캐소드에 전자석 코일을 장착하여 전자기장을 추가로 부가한 것으로, 이를 이용할 경우 스퍼터 원자가 중성상태로 기판에 도달하는 것이 아니라, 이온화되어 Vp-Vf의 차이로 가속되어 추가적인 에너지를 공급받음으로써 기판표면상에서 확산을 촉진시키므로 박막이 연속적으로 되는 임계 두께를 감소시킬 수 있는 것으로 기대된다. 실험은 실온에서 DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하였으며, 유리기판위에 4, 6, 8, 10, 12, 20 nm의 두께로 ITO 박막을 제작하였다. 스퍼터링 파워는 150 W (3.29 W/cm3), 작업 압력은 0.13 Pa, 기판과 타깃 사이의 거리는 70 mm였다. 각각의 두께에서 EMF 파워 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 W로 인가하여 박막을 제작한 후, EMF 파워에 따른 ITO 박막의 초기 성장 과정중 표면상태를 AFM (atomic force microscope) 이미지를 통하여 관찰하였다. 또한, 두께 약 8 nm에서와 20 nm일 때의 전기적 특성 및 광학적 특성을 관찰하였으며, 두 박막 모두 EMF 파워 15 W를 인가하였을 때 그 특성이 가장 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 박막은 초기 성장이 중요하므로, 매우 얇은 두께에서 좋은 특성을 가진 박막을 제작하여야 박막의 두께를 증가시켰을 때도 좋은 특성의 막을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한, EMF 파워를 증가시킴에 따라 자장강도를 증가시키는 것과 같은 효과 즉, 플라즈마 임피던스가 감소하는 효과를 내어 증착 중 고 에너지 입자 (Ar0, O-)에 의한 박막손상이 감소한 것으로 판단된다. 따라서 적정 EMF 파워 15 W를 인가하였을때 가장 물성이 좋은 ITO 박막을 얻을 수 있었다. 즉, EMF 시스템을 이용하여 저온 공정에서 결함농도가 적은 고품질의 ITO 초박막을 제작할 수 있었다.

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진공 측정 기술 개발 동향

  • Sin, Yong-Hyeon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.3-3
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    • 2010
  • 이번 성원에드워드 학술상 수상자 선정은, 진공기술의 중요성에 공감하고 진공기술 발전을 위한 노력을 독려하자는 진공학회 회원들의 의견을 모아주신 결과로 생각한다. 본 발표에서는 그동안 한국표준과학연구원에서 수행해 온 진공 기술 연구 및 산학연 협력 네트워크 활동을 소개하고자 한다. 진공기술은 진공 환경을 발생시키고 측정 제어하며, 만들어진 진공 환경 안에서 원하는 작업을 할 수 있도록 하는 기술을 말한다. 우리나라의 주력산업인 반도체 및 디스플레이의 경우 그 생산 설비의 1/3이상이 진공 장비이며 진공 공정을 통해 만들어진다. 때문에 우리나라에서는 주력 산업분야나 그 전후방 산업의 경쟁력 강화 측면에서 진공기술 개발 중요성이 아주 크다. 한국표준과학연구원은 국가 대표 측정 기관으로 국가 측정 표준을 확립하고 측정관련 과학기술을 연구개발하며 그 성과를 보급하여 경제발전과 과학기술발전, 그리고 삶의 질 향상에 기여하는 것을 임무로 하고 있다. 우리나라에서 진공 측정 표준에 대한 연구가 본격적으로 시작된 것은 1984년으로 불용 장비로 불하받은 펌프와 챔버, 그리고 차관으로 도입된 Capacitance Diaphragm Gauge 몇 개만으로 시작되었다. 지금은 발전을 거듭하여 초음파 간섭 수은주 압력계를 비롯하여 정적 팽창시스템, 동적 팽창 시스템 등 진공도 범위별 국가 표준기와 리크 표준기를 자체 개발 하여 국가 측정 표준을 확립하고 있다. 우리나라의 진공 표준 및 측정 능력은 국제기구인BIPM에서 실시하는 국가 측정능력 비교시험을 통해 세계 최고 수준으로 인정 받은 바 있으며 교정검사 등을 통해 산학연에 보급되고 있다. 진공 측정 및 표준기술을 토대로, 1999년부터 과학기술부와 산업자원부의 지원을 받아 산학연이 필요로 하는 펌프 계측기 부품 소재 및 공정 특성을 평가하기 위한 장치와 절차를 개발하였다. 이를 이용해 보급되는 기술 data는 진공부품 및 장비 국산화, 국산제품 신뢰성 제고, 검증부품 사용을 통한 장비 품질 향상, 독자적 장비 기술 확보, 생산품 품질관리 등에 쓰이고 있다. 한국 표준연구원 진공센터의 교정 및 시험 능력은 ISO 9001 인증 획득과 국제 전문가의 review를 거쳐, 국제기구 측정능력표에 등재되어 있어 국제적 신뢰도도 확보하고 있다. 정기적인 진공기술 교류회를 개최하고 진공기술 홈페이지를 운영 하는 등 산학연 정보 교류 및 협력 네트워킹 활성화를 위해 노력한 바 있으며 이 분야의 연구 성과는 '국가 우수 연구성과 100선'에 선정된 바 있고, 산업자원부 지정 '산학연 연계 우수사례' 첫 번째로 선정되기도 하였다. 2008년부터는 진공기술 교류회 등을 통한 네트워킹 활동으로 도출된 기술 수요에 따라 대기업과 중소기업 학교 연구소들과 함께 진공공정 실시간 측정 진단 기술과 센서 개발 연구, 그리고 이들 개발품의 신뢰성 검증 및 평가 기술 개발을 위해 노력하고 있다.

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Efficient Multicasting Mechanism for Mobile Computing Environment Machine learning Model to estimate Nitrogen Ion State using Traingng Data from Plasma Sheath Monitoring Sensor (Plasma Sheath Monitoring Sensor 데이터를 활용한 질소이온 상태예측 모형의 기계학습)

  • Jung, Hee-jin;Ryu, Jinseung;Jeong, Minjoong
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.27-30
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    • 2022
  • The plasma process, which has many advantages in terms of efficiency and environment compared to conventional process methods, is widely used in semiconductor manufacturing. Plasma Sheath is a dark region observed between the plasma bulk and the chamber wall surrounding it or the electrode. The Plasma Sheath Monitoring Sensor (PSMS) measures the difference in voltage between the plasma and the electrode and the RF power applied to the electrode in real time. The PSMS data, therefore, are expected to have a high correlation with the state of plasma in the plasma chamber. In this study, a model for predicting the state of nitrogen ions in the plasma chamber is training by a deep learning machine learning techniques using PSMS data. For the data used in the study, PSMS data measured in an experiment with different power and pressure settings were used as training data, and the ratio, flux, and density of nitrogen ions measured in plasma bulk and Si substrate were used as labels. The results of this study are expected to be the basis of artificial intelligence technology for the optimization of plasma processes and real-time precise control in the future.

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