• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2005.09a
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• pp.170-174
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• 2005

본 연구는 산업용과 의료용에 사용되는 비파괴 검사용 X 선 영상시스템에 이용되는 X 선을 직접 감지하는 방식의 센서를 실리콘 반도체 재료를 사용하여 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해서 실리콘 반도체를 기본 물질로 하는 X-선 센서를 제작하고, 광범위한 영역에서 응용이 가능한 비파괴 시험용으로 제품화하기 위해 센서 어레이와 주변회로 및 구동회로 시스템과의 연관기술을 검토한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.07a
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• pp.186.2-189
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• 2001

요실리콘을 기반으로 하는 박막은 반도체 재료로 Si, Si:Ge, SiC등이 사용되고있으며, 절연박막재료로 SiN, SiOxNy, SiOx 등이 있다. 이들 재료는 국내 반도체 산업의 핵심위치에 있는 물질이다. 한국 산업의 근간이라 할 수 있는 메모리분야에 적용될 뿐만 아니라 TFT-LCD, 태양전지, 각종 센서, X-ray 사진 촬영기 개발에도 응용되고 있다. 본 논문에서는 Silicon-based 박막의 제조기법과 그에 따른 다양한 실리콘 박막 실리콘 트랜지스터를 이용한 능동형 액정과 유기발광 화소제어 활용, 센서 응용 부분에서 태양전지, X-ray 촬영기활용 분야에서 기술현황 시장분석을 통해 차세대 연구개발의 방향을 제시하고자 한다. 현재 국내에서 실리콘 박막의 가장 큰 응용 분야는 메모리 소자의 평판디스플레이의 TFT-LCD 시장이다. 그러나 실리콘 박막으로 가능한 응용분야는 아직 산업계에서 열매를 맺지 못한 분야가 더 많고 실제로 적용할 수 있는 분야의 다양함을 본 논문을 통해 소개한다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2007.06a
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• pp.86-89
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• 2007

실리콘을 사용한 X선 감지 용 센서 어레이 제작에 대해 연구하였다. 단일 센서 소자에서는 필수적인 guard ring구조가 어레이에서는 적절히 설계되지 못할 경우 누설전류 증가를 초래하는 것으로 나타났다. 즉, 누설전류는 공??????층 두께와 능동영역 및 guard ring 구조 간 거리에 매우 민감한 것으로 조사되었다. 또한 다결정 실리콘과 n형 도핑 소스로 인을 활용하는 조합이 결함 gettering을 위한 효율적인 방법임이 입증되었으나 고온 공정과정에 보호되지 않은 채 노출되는 경우에는 효과적이지 못한 것으로 관측되었다. 본 연구에서는 이러한 결과들을 고려하여 어레이를 제작하였으며 우수한 특성을 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1788-1790
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• 2000

본 논문에서는 마이크로 바이오 센서에 응용하기 위한 기초 실험으로서 다공성 실리콘을 이용한 요소 센서의 특성을 고찰하였다. 센서의 감도나 내구성 측면에서 보면 전도성 고분자를 전기중합(electropolymerization)한 후 효소를 전착(electrodeposition)하여 고정화하는 것보다는 PSi 표면에 효소를 코팅한 후 그 위에 고분자를 전기 중합하는 것이 유리하였다. SEM 이미지와 EDX 스펙트럼 분석 결과로부터 urease와 polypyrrole(PPy)이 다공질 실리콘 표면에 코팅되었음을 알 수 있었으며, 요소 농도가 1mM$\sim$1M 영역(일반적인 혈중 요소 농도는 $20{\mu}M{\sim}30{\mu}M$)에서 감도는 $30{\mu}A/decade$ 였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.1
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• pp.17-22
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• 1999

Since the use of porous silicon for microsensors and microactuators is in the euly stage of study, only several application devices, such as light-emitting diodes and chemical sensors have so far been demonstrated. In this paper we present an overview of the present status of porous silicon sensors and actuators research with special emphasis on the applications of chemical sensors and optical devices. The capacitive type porous silicon humidity sensors had a nonlinear capacitance-humidity characteristic and a good sensitivity at higher humidity above $40\%RH$. The porous silicon $n^+-p-n^+$ device showed a sharp increase in current when exposed to an ethanol vapor. The $p^+-PSi-n^+$ diode fabricated on porous silicon diaphragm exhibited an optical switching characteristic, opening up its utility as an optical sensor or switch. The photoluminescence (PL) spectrum, taken from porous silicon under 365 nm excitation, had a broad emission, peaked at -610 nm. The electroluminescence(EL) from ITO/PSi/In LED had a broader spectrum with a blue shifted peak at around 535nm than that of the PL.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.5
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• pp.21-29
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• 1996

A piezoresistive silicon acceleration sensor with 8 beams, utilized by an unique silicon micromachining technique using porous silicon etching method which was fabricated on the selectively diffused (111)-oriented $n/n^{+}/n$ silicon subtrates. The width, length, and thickness of the beam was $100\;{\mu}m$, $500\;{\mu}m$, and $7\;{\mu}m$, respectively, and the diameter of the mass paddle (the region suspended by the eight beams) was 1.4 mm. The seismic mass on the mass paddle was formed about 2 mg so as to measure accelerations of the range of 50g for automotive applications. For the formation of the mass, the solder mass was loaded on the mass paddle by dispensing Pb/Sn/Ag solder paste. After the solder paste is deposited, Heat treatment was carried out on the 3-zone reflow equipment. The decay time of the output signal to impulse excitation of the fabricated sensor was observed for approximately 30 ms. The sensitivity measured through summing circuit was 2.9 mV/g and the nonlinearity of the sensor was less than 2% of the full scale output. The output deviation of each bridge was ${\pm}4%$. The cross-axis sensitivity was within 4% and the resonant frequency was found to be 2.15 KHz from the FEM simulation results.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1581-1583
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• 2002

본 논문은 다공질 실리콘 다이어프램에 대한 화학 센서의 일종인 습도, 에탄올, 메탄올의 감지 특성을 측정하고 전기 전도도의 변화를 고찰하였다. 먼저, TMAH 용액으로 실리콘 다이어프램을 제작한 후, HF와 에탄올의 혼합 용액내에서 일정 전압을 인가하여 다공질 실리콘 다이어프램을 형성하였다. 다공질 실리콘을 면(100)에 수직한 방향으로 $50{\sim}100{\mu}m$ 두께로 균일하게 형성하여 p+-PSi-n+ 구조의 소자를 제작하였다. 다공질 실리콘 다이어프램의 절대습도에 대한 감도는 입력 주파수 5kHz에서 인가 전압이 $2{\sim}6$Vpp에서 $376.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또, 인가 전압 6Vpp에서 입력 주파수가 $2{\sim}5$kHz으로 변할 때 $393.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또한, 에탄올에 대한 감도는 $0.068{\mu}A$/%이며, 메탄올은 $0.212{\mu}A$/%으로 다공질 실리콘 다이어프램은 에탄올 보다 메탄올이 더 민감하게 반응하였다. 일반적으로 다공질 실리콘의 전기전도도는 charged surface traps과 screening effect에 의존한다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.32-37
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• 1999

A capacitance-type humidity sensor with mesa structure in which porous silicon layer is used as humidity-sensing material is developed and its humidity sensing properties are measured. This sensor has a structure where two electrodes are set on the up-side of the wafer against the past typical structure having these electrodes on the up and down-side of the wafer. Therefore, the sensor can be fabricated monolithically to be more compatible with the IC process technology, and is possible to detect more correct output capacitance by removing the effect of the parasitic capacitance from the bottom layer and other junctions. To do this, the sensor was fabricated using process such as localized formation of porous silicon, oxidation of porous silicon layer, and etching of oxidized porous silicon layer. From the completed samples, the dependence of capacitance on the relative humidity of 55 to 90% more was measured at room temperature. As the result, the measured capacitance increased monotonously higher at the low frequency of 120 Hz, where the capacitance was observed to increase over 300%.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.29-34
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• 1995

The absolute silicon pressure sensors are fabricated using SDB(silicon direct bonded) wafer. The fabricated pressure sensors consist of four bridge type piezoresistances and a diaphragm which plays a role of mechanic amplifier to supplying pressure. In order to make the diaphragm cavity in low vaccum condition, we anodically bonded Si diaphragm with pyrex 7740 glass in 0.02mmHg, at $400^{\circ}C$. The sensitivity and offset voltage of the fabricated sensors were $30.4{\mu}V/VmmHg$ and 30.6mV, respectively.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.8 no.1
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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.