• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권5호
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• pp.512-517
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• 1996

본 고는 반도체 재료가 갖는 자기효과를 이용하여 자기센서의 종류 및 특성등에 대하여 서술하였다. 반도체 LSI의 응용분야가 확대됨에 따라서 반도체 센서를 이용한 극소형화, 고성능화, 저가격화, 다기능화등이 가능하게 되었다. 이러한 상황에서 반도체를 이용한 홀 소자나 자기저항 소자와 같은 자기센서 등을 주변회로와 일체화시킨 초소형 시스템에 대한 연구가 활발하다. 특히 화합물 반도체는 자기센서에 적합한 물리적인 특성을 갖고 있기 때문에, 자기센서로 효율을 나타내고 있다. 반도체의 미세가공기술의 발전과 LSI제조기술의 발전을 이용하여 센서의 집적화, 저가격화를 가능하게 하였으며, 다른 종류의 반도체 센서들을 자기센서와 함께 하나의 칩위에 장착할 수 있는 응용집적센서(Application-specific Integrated Sensor)가 더욱 중요한 역할을 할 것이다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권5호
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• pp.438-446
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• 1994

인류는 지금 2차석기시대를 맞이하고 있으며 이 시대는 인공으로 만들어지는 돌인 세라믹이 단순히 용기나 도구로 사용되는 것 이외에 정보화사회에 있어서 기술의 관건이 될 지능소자로서 사용되고 있다. 세라믹은 내열성, 내식성, 내마모성이라는 특성으로 인해 많이 이용되어 왔지만 이러한 특성 이외에도 전자적 기능, 광학기능, 화학기능 등 "두뇌"도 우수한 재료라 할 수 있다. 더구나 세라믹은 인간을 대신하여 감지하는 것이 가능한 각종 센서로서도 폭넓게 이용되고 있다. 인간에 있어서 눈, 코, 귀, 혀, 피부 등 오감이 센서이며, 눈은 물체를 식별하는 것으로 빛을 검출하고 귀는 소리를 듣는 것으로 압력과 음파를 검출하고, 코는 냄새로 가스나 온도를 검출하고, 혀는 맛으로 미각을 검출하고, 피부는 촉각에 의한 압력, 온도, 습도를 검출하며, 인간의 오감에 대응되지 않는 것으로 세라믹 센서는 자기장을 감지할 수 있다. 이와같이 센서는 용도에 따라 수많은 센서가 개발되어 그 종류가 대단히 많기 때문에 모든 센서에 대해서 기술한다는 것은 어렵다. 그러므로 여기서는 센서중에서 기본적인 가스센서와 습도센서에 대해 소개하기로 한다. 소개하기로 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2369-2371
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• 2005

MEMS 기술을 이용하여 마이크로 $H_2$ 가스센서를 제작하고 마이크로 히터의 열적 특성과 $H_2$ 가스 농도 변화에 따를 마이크로 가스센서에 대한 감도를 분석하였다. 마이크로 가스센서의 전압 인가에 따른 히터의 온도는 1.0V에서 $250-280^{\circ}C$의 고온 특성을 보였으며, 동작온도 $250^{\circ}C$에서 $H_2$ 가스는 $SnO_2/V_2O_5/Pd$의 감응물질을 도포한 센서의 반응이 우수한 특성을 확인하였다. 동작 온도 $250^{\circ}C$ $H_2$ 농도 5000ppm의 조건에서 $SnO_2/V_2O_5/Pd$의 감응물질을 도포한 가스센서에서 $H_2$ 흡착 반응 시간은 3sec이 탈착 반응 시간은 8-10sec의 결과를 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.251-254
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• 2006

마이크로 흐름센서는 종래의 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 소형으로 제작이 가능하며, 빠른 응답특성을 가지는 장점이 있어 다양한 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 설계하여 왔다. 이러한 흐름센서의 정확한 온도특성을 분석하고 이 결과로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 필요가 있다. 설계방법으로서 표계산 소프트웨어 Excel을 이용하여 열운송방정식의 차분 방정식을 매크로 기능을 이용하여 적용하고 워크시트 내에서 셀 참조방식을 활용하여 자동 계산을 수행하도록 구현하였다. 본 연구에서는 Excel을 활용한 효율적인 설계방법을 제시하고 하나의 히터와 양측에 한 쌍의 온도 감지막을 가진 마이크로 흐름센서에 대해서 열전달 특성을 계산하고 이로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.1-8
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• 2005

본 논문은 MEMS (Micro-Mechanical-Electronic System) 기술을 이용한 온도, 압력, 습도 복합 센서의 설계와 제작, 그리고 평가에 관한 것이다. 이러한 MEMS 복합 센서는 휴대 전화나 PDA와 같이 가정용 제품에 사용되어 환경을 모니터링하는 건강 측정용 센서로서 사용될 것이다. 이 연구의 범위는 이러한 개별 센서의 연구 및 모든 센서를 하나의 실리콘 웨이퍼 상에서 집적할 수 있는 구조에 관한 연구, 그리고 복합 센서를 MEMS 공정에서 제작할 수 있는 공정 호환성에 대한 연구와 얻어진 센서 prototype의 측정, 평가로 이루어져 있다. 이 연구에서 우리는 온도와 압력 센서의 경우에는 선형성과 이력특성이 $1\%FS$안에 들어오는 특성을 얻었으며 단지 습도 센서의 경우에는 $5\%FS$에 해당하는 선형성과 이력 특성을 얻었다. 다만 원리적으로 습도 센서의 동작 특성은 비선형적이며 우리가 3차로 근사화할 경우에 보다 낳은 결과를 얻을 것을 기대할 수 있다. 이러한 특성을 더욱 개선하기 위한 것은 추후의 연구 영역이 될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.238-238
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• 2011

Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 용액의 이온 농도를 측정하는 반도체 센서로, 1970년 Bergveld에 의해 처음으로 제안되었다. ISFET가 제안된 이래로, 제조공정이 간단하고 감지막의 감지 특성 평가가 용이한 electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) pH센서 또한 지속적으로 연구되었다. EIS pH센서는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS공정과의 호환성이 좋다는 장점이 있다. EIS 또는 ISFET 센서를 이용하여 생물학적 요소의 신호 감지 특성을 평가함에 있어 소자의 signal to noise 비율이 우수해야 한다. EIS pH센서의 높은 signal to noise 비율을 얻기 위해, 소자의 표면적을 증가시키거나 감지막으로 유전상수가 높은 물질을 사용하여 출력 특성을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 trench구조와 SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층 감지막을 갖는 EIS pH센서를 제작하여 출력 특성을 증가시키는 실험을 실시하였다. 120 nm, 380 nm, 780 nm의 다양한 깊이를 가진 trench를 형성하였으며, trench 깊이에 따른 출력특성을 비교하였다. 또한, 제작된 EIS 소자의 pH감지 특성을 분석하였다. 제작된 EIS소자의 감지막 중 SiO2는 Si와 high-k물질의 계면 상태를 보완하기 위한 완충막으로 성장되었고, HfO2는 높은 유전상수를 가지고 있어 signal to noise 비율을 향상시키는 물질로 증착되었다. 최종적으로 Al2O3는 pH용액과의 화학적 손상을 막기 위한 물질로 증착되었다. 실험 결과, trench 깊이가 깊어질수록 출력값이 증가하였고 이는 signal to noise 비율이 향상되는 것을 의미한다. 결론적으로 trench 형성을 통한 표면적 증가와 high-k물질을 적층한 감지막으로 인해 높은 출력 특성을 갖는 우수한 EIS 바이오센서를 제작할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.227-232
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• 2021

본 논문에서는 다이폴 형태인 기존의 부분방전 센서의 특성을 개선하고자 센서 부분을 사다리꼴 형태로 변형시킴으로써 기존의 부분방전(PD: Partial Discharge) 센서의 단점인 협대역 특성을 개선하였다. 또한 외부부착 센서용으로 사용함에 따라 외부로 부터의 전자파 신호를 원천적으로 차단시킬 수 있는 구조인 캐버티(Cavity) 구조를 적용함으로써 저자세와 설치의 편리성을 갖는 구조적인 장점을 살리는 부분방전 센서를 제안하고자 한다. 실험 결과 중심주파수 2.45GHz에서 약 70.5%의 광대역(1.59~3.32GHz) 특성이 있음을 보여, 광대역 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.703-705
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• 2012

본 연구에서는 차축의 회전에 따른 자속밀도의 변화를 감지하여 속도를 검출하는 능동형 차륜 속도센서를 제작 및 실험하였다. 제작된 센서는 능동형 차속센서로서 홀 센서, 외장형 magnet와 케이블 연결부를 하우징한 모형 구조로 제작 실험하였다. 기존의 차속센서 부품의 특성을 분석하여 시제품과 비교하였다. 본 연구에서 제작된 차속센서는 12Km/h 이하의 최소감지스피드, $80^{\circ}C$ 이하의 작동온도, 49%~51%의 듀티사이클 동작 특성을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.34-37
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• 2008

물체의 움직임을 감지하는 이동물체 식별용 센서로는 적외선 센서, 초음파 센서, 마이크로파 센서 등이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 감도가 우수하면서도 간단한 구조로 가격을 최소화하여 제품의 경쟁력을 최대화한 마이크로파 센서를 개발하였으며, 실제 시제품으로 제작하여 그 특성을 확인한 결과 우수한 특성이 나타남을 확인되었다. 본 연구진은 개발된 센서의 특성 확인 결과로부터 다음과 같은 두 가지 효과가 있는 것으로 판단하고 있다. 첫째, 제품의 성능은 유지하면서 간략한 구조를 갖는 회로의 구성은 제조 원가를 줄일 수 있으므로 충분한 제품 가격 경쟁력을 갖을 것으로 생각된다. 둘째, 간략한 구조를 갖는 회로의 구성은 제품의 소형화, 경량화를 가능케 하는'효과도 있을 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.777-778
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• 2011

본 논문에서는 높은 신뢰성과 긴 수명을 특징으로 하는 저가형 센서로 마그네틱 픽업코일 방식의 자기유도작용을 이용한 수동형 차륜 속도센서를 제작하여 그 특성을 분석하였다. 제작된 수동형 차륜 속도센서는 직접적인 유도 기전력을 감지하여 유도하는 Pole piece, 영구자석과 Bobbin역할을 하는 내피와 코일로 구성된 센서부, 세서를 보호하고 외부 노이즈를 제거하는 외피부, 그리고 센서를 보강 및 고정하기 위한 플랜지부로 구성된다. 제작된 센서를 기성품과 특성을 비교, 분석하였다.