• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.305-310
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• 2013

본 연구는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB(silicon-direct-bonding) 웨이퍼를 이용한 고온용 압력센서의 제작 및 특성을 연구한 것이다. 압력센서는 SDB 웨이퍼의 첫 번째 층의 단결정 실리콘을 이용하여 압저항을 제작하기 때문에 감도가 우수하며, 두 번째 층의 산화막으로 압저항과 실리콘 기판을 절연 분리하여, 일반적인 실리콘소자의 사용 온도 한계인 $120^{\circ}C$ 이상의 고온에서도 사용이 가능하다. 제작된 압력센서는 고감도의 압력감도 및 센서 출력의 직선성 및 히스테리시스 특성이 매우 우수함을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제8권1호
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• pp.53-62
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• 1999

MEMS(Microelectromechanical System) 기술분야에서 폭넓게 사용하고 있는 폴리실리콘 박막을 이용하여 폴리실리콘 미소 공진 구조체를 제작하였다. 폴리실리콘 증착은 저압기상화학증착 장비를 사용하여 대칭적 두께로 박막을 적층하였고 폴리실리콘의 응력과 응력구배를 최소화시키기 위한 적층, 도핑 방법 및 열처리에 따른 특성을 분석하였다. 이를 위하여 브리지 빔과 캔티레바 테스트 패턴을 제작하여 기계적 응력 특성을 측정하였으며, 아울러 공정 조건별 개별 시료에 대한 물성을 XRD, SIMS등으로 분석하였다. 공진 구조체는 대칭적 증착 구조를 가지며, 최종적으로 $6.5{\mu}m$의 두께로 적층되었다. 제작된 평면형 공진 구조체의 진동특성은 직류 15V, 교류 0.05V의 구동전압, 1000mtorr 압력에서 공진 진폭이 $5{\mu}m$ Q값이 1270임을 보였으며, 개발된 마이크로 폴리실리콘 공진체는 마이크로 자이로 및 가속도 센서에 응용될 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권1호
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• pp.81-89
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• 1999

Micromachining을 이용하여 기존의 전자 물품 감시에 사용되는 자기공명센서의 소형화 공정을 연구하였다. 설계 한 구조는 Free Standing Membrane형 과 Diving Board형의 두 가지이며 각자에 대해 적합한 공정 조건을 수립하고 실제로 그 구조를 형성해 보았다. 멤브레인형의 경우는 센서 모양을 여러 가지 형태로 쉽게 바꿀 수 있는 반면에 그 크기가 실리콘 기판의 두께에 의존하여 소형화하는데 한계가 있었으며 다이빙 보드형의 경우 소형화에도 유리하고 센서의 자기변형이 보다 자유로운 구조였다. 실리콘 질화막은 일반 반도체 공정에서의 조건보다 Si의 함량을 크게 하여 열처리 없이도 저응력의 박막형성이 가능하였으며 탄성계수 값이 크지 않아 센서 부분의 자기변형을 크게 구속하지 않아 센서물질의 지지층으로 유리한 물질이었다. 또한 스퍼터링으로 증착된 텅스텐은 자성 센서 물질로 연구되고 있는 Fe-B-Si물질에 대한 식각 선택도가 높아 구조 형성 공정 중 보호 층으로 사용된 후 제거될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 지지층으로 실리콘 질화막을 사용하고 보호층으로 텅스텐 박막을 사용한 다이빙 보드형 구조가 전자 물품 감시(EAS)용 센서의 소형화에 유리 할 것으로 생각된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1463-1465
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• 2001

다공질 실리콘을 대기에 노출시켰을 때 시간이 경과하면, 초기의 발광 특성이 변화하는 aging effect가 있다. 다공질 실리콘을 광 센서로 사용하기 위해서는 대기 중에 노출한 후 시간이 경과해도, 동일한 파장을 유지하여야 한다. 본 논문에서는 기체의 투과성이 낮고, 빛을 잘 투과시키는 폴리머들을 이용하여 다공질 실리콘 표면에 보호막으로 코팅하였다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.99-104
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• 2007

[ $Febry-P{\acute{e}}rot$ ] 프린지 패턴 (fringe pattern)과 광발광성 (photoluminescence, PL)의 광학적 성질을 동시에 가지고 있는 다공성 실리콘을 이용하여 가스센서를 개발하였다. 다공성 실리콘 샘플은 p-type 실리콘 웨이퍼 (boron-doped, <100> orientation, resistivity $1{\sim}10{\Omega}$)를 이용하여 전기화학적 식각을 통하여 만들어 졌다. 다공성 실리콘 샘플들은 열적 산화 방법과 hydrosilylation 방법을 통하여 그 표면이 수소로 종결된 다공성 실리콘 (Si-H)과 산화된 다공성 실리콘(Si-OH), 두 가지 각각 다른 표면 성질을 갖는 다공성 실리콘을 제작 하였다. 준비된 두 가지 다른 다공성 실리콘 칩들은 메탄올, 아세톤, 헥산, 그리고 톨루엔의 증기에 노출 시켰을 때 Febry-P rot 프린지 패턴의 변화나 PL의 변화를 관측하여 다공성 실리콘을 이용한 VOCs (volatile organic compounds) 센서로서의 응용에 대하여 연구하였다. $Febry-P{\acute{e}}rot$ 프린지 패턴은 유기 물질의 증기압이 클수록 단파장으로 이동하는 폭이 컸고, 광 발광성은 극성도가 큰 물질일수록 소강현상이 크게 일어나는 것을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.200-206
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• 1997

열산화시킨 실리콘 웨이퍼 위에 저압화학기상성장법으로 $SiCl_{2}H_{2}$, $NH_{3}$ 및 $N_{2}O$ 기체를 사용하여 실리콘 옥시나이트라이드($Si_{x}O_{y}N_{z}$) 층을 제작하였다. 세 가지의 다른 조성이 기체 유속비($NH_{3}/N_{2}O$)를 각기 0.2, 0.5 및 2로 변화시키고 $SiCl_{2}H_{2}$의 기체 유속은 고정시킴으로써 얻어졌다. 엘립소메트리와 HFCV(High Frequency Capacitance-Voltage) 측정법을 채택하여 굴절율, 유전율 및 조성의 차이를 각각 조사했다. 실리콘 옥시나이트라이드는 내부에 포함된 실리콘 나이트라이드 성분량에 관계없이 용액 중에서 순수한 실리콘 나이트라이드와 유사한 안정성을 보유했다. 실리콘 옥시나이트라이드 층 알칼리이온 감지성의 크기 순서는 실리콘 나이트라이드 성분량에 영향을 받았다. 보다 나은 알칼리이온 감지성이 실리콘 옥시나이트라이드의 벌크 내에 있는 실리콘 디옥시드의 성분량을 증가시킴으로써 얻어졌다.

• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.70-74
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• 1995

다공질 실리콘을 형성하는데 있어서 이방성 양극 반응 과정을 관찰하였다. 실험재료는 n형 기판 위에 $n^{+}$가 확산되고 그 위에 n에 피층이 있는 $n/n^{+}/n$ 구조의 (100) 실리콘 웨이퍼였다. 상충부 n실리콘 에피층을 식각하여 다공질 실리콘 층의 양극 반응 창을 내고 양극반응이 $n^{+}$매몰층까지만 일어나게 한다. 다공질 실리콘 층의 형성과정은 이방성이었다. 반응창의 형태들이 서로 다를 지라도 반응된 다공질 실리콘 영역의 모양은 모두 사각형 형태의 것이었다. 이 실험 결과는 다공질 실리콘 양극반응은 화학반응에 달려 있는 것이 아니고 전기전도 성질 즉 결정방향에 따른 정공의 서로 다른 전도도에 있다는 것을 보여 준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.391-398
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• 2010

금속은 가공성이 우수하기 때문에 다양한 형태의 구조물이나 격막을 제작할 수 있다. 이런 금속 구조물이나 격막에 민감도가 월등히 우수한 실리콘 스트레인 게이지를 적용할 경우 그 응용 범위가 다양해질 수 있다. 이에 금속구조물에 다결정 실리콘 스트레인 게이지를 접착한 형태의 센서를 제안하였다. 실리콘 기판을 이용해 박막형 다결정 실리콘 스트레인 게이지를 제작하기 위한 제작공정을 확립하였으며, 제작된 실리콘 스트레인 게이지를 금속 변형부 위에 접착하기 위한 접착공정을 확립하였다. 이후 금속 외팔보에 실리콘 스트레인 게이지를 글래스 프릿 접착하여 성능평가를 실시하였다. 성능평가 결과 게이지팩터는 34.0 의 값을 가졌으며, TCR(Temperature Coefficient of Resistance)은 $-328\;ppm/^{\circ}C$의 값을 가졌다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1223_1224
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• 2009

광센서가 내장된 새로운 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H) 터치 디스플레이를 제시하였다. 16 인치 AMLCD의 모델을 구현하여 터치 패널을 성공적으로 작동시켰다. 본 시스템은 입력된 이미지로부터 실시간으로 정보를 추출해야 하는 복잡한 기존의 방식을 사용하지 않으면서 터치 포인트의 위치를 제공한다. 이 시스템의 간단한 구조를 통하여 대면적 터치 패널 디스플레이를 구현할 수 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.119-121
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• 2003

마이크로 가스센서를 개발하기 위하여 가장 핵심적인 부품인 마이크로 핫플레이트에 대한 열전달을 해석하였다. 상용 열유동 해석 전용 프로그램인 FUENT를 이용하여 발열부와 주위의 실리콘 기판의 온도분포를 구하였다. 발열부에서는 전기저항에 의해서 일정한 양의 열이 균일하게 발생한다고 가정하고 그 열이 실리콘 기판의 끝을 통하여 빠져나간다고 가정하여 정상상태의 온도분포를 구하였다. 해석한 온도분포를 이용하여 균일한 온도분포를 얻을 수 있도록 발열선의 배치를 변화시켜가며 마이크로 핫플레이트의 설계를 완성하였다.