• Elastomers and Composites
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• 제48권1호
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• pp.76-84
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• 2013

압저항 효과(piezoresistive effect)는 가해진 외부 압력이나 힘에 의해 전기적 저항이 변하는 것을 말한다. 이러한 압저항 효과는 압력, 진동, 가속 등을 탐지하는 센서에 많이 이용되고 있다. 압저항 효과를 갖는 재료가 많지만 그 중에서도 특히, 전도성 충전제를 첨가한 고무 복합체는 충전제의 종류, 입자 크기, 입자 모양, 입자 종횡비(aspect ratio), 그리고 입자의 양 등을 조절하여 다양한 압력 범위에서의 압저항 효과를 발현할 수 있고, 고무를 기질로 사용함으로써 복합체에 탄성과 유연성을 줄 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 압저항 효과의 기본원리 및 다양한 고무 복합체의 압저항 효과에 대해 알아본다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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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.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1990년도 추계학술대회
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• pp.75-79
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• 1990

반도체 및 전자공업의 급속한 발달에 힘입어 압력센서가 소형, 경량, 대량 생산화됨으로써 의료용으로의 사용이 최근 급속히 늘고 있다. 따라서 본 논문은 현재 가장 활발히 개발되고 있는 압저항형 압력 센서의 원리인 압저항 효과에 대해 이론적인 분석을 상세히 소개하였다. 그리고 기존에 많이 소개된 바 있는 정사각형 모양의 박막모서리 중앙 부분에 위치한 압저항체의 설계 보다 직사각형 박막 중심에 위치한 압저항체의 설계가 우수한 특성을 보일 수 있는 이론적 근거를 설명한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권1호
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• pp.19-24
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• 2005

본 논문에서는 압저항 효과를 이용한 Si 압력센서 제작을 최적화하였다. Si 압저항형 압력센서의 제작공정에 있어서 압저항과 알루미늄 회로 패턴 이후에 Si 이방성 식각을 통하여 수율이 개선되었다. 압저항의 위치와 공정 파라메터는 각각 ANSYS와 SUPREME 시뮬레이터를 이용하여 결정하였다. Boron-depth 프로파일 측정으로부터 p-형 Si 압저항의 두께를 측정한 결과 SUPREME 시뮬레이션으로부터 얻은 결과와 잘 부합하였다. 다이아프램을 위한 Si 이방성 식각 공정은 암모늄 첨가제 AP(Ammonium persulfate)를 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide) 용액에 첨가함으로써 최적화되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.417-424
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• 2007

This paper reports fabrication and characterization of a pressure sensor using a pitch-based carbon fiber. Pitch-based carbon fibers have been shown to exhibit the piezoresistive effect, in which the electric resistance of the carbon fiber changes under mechanical deformation. The main structure of pressure sensors was built by performing backside etching on a SOI wafer and creating a suspended square membrane on the front side. An AC electric field which causes dielectrophoresis was used for the alignment and deposition of a carbon fiber across the microscale gap between two electrodes on the membrane. The fabricated pressure sensors were tested by applying static pressure to the membrane and measuring the resistance change of the carbon fiber. The resistance change of carbon fibers clearly shows linear response to the applied pressure and the calculated sensitivities of pressure sensors are $0.25{\sim}0.35 and 61.8 ${\Omega}/k{\Omega}{\cdot}bar$ for thicker and thinner membrane, respectively. All these observations demonstrated the possibilities of carbon fiber-based pressure sensors.

• 센서학회지
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• 제1권2호
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• pp.131-145
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• 1992

본 논문은 SOI트랜스듀서 및 회로를 위해, Si 직접접합과 M-C국부연마법에 의한 박막SOI구조의 형성 공정을 기술한다. 또한, 이러한 박막SOI의 전기적 및 압저항효과 특성들을 SOI MOSFET와 cantilever빔으로 각각 조사했으며, bulk Si에 상당한다는 것이 확인되었다. 한편, SOI구조를 이용한 두 종류의 압력트랜스듀서를 제작 및 평가했다. SOI구조의 절연층을 압저항의 유전체분리층으로 이용한 압력트랜스듀서의 경우, $-20^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$의 온도범위에 있어서 감도 및 offset전압의 변화는 자각 -0.2% 및 +0.15%이하였다. 한편, 절연층을 etch-stop막으로 이용한 압력트랜스듀서에 있어서의 감도변화를 ${\pm}2.3%$의 표준편차 이내로 제어할 수 있다. 이러한 결과들로부터 개발된 SDB공정으로 제작된 SOI구조는 집적화마이크로트랜스듀서 및 회로개발에 많은 장점을 제공할 것이다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.31-37
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• 1996

본 연구에서는 LPCVD(저압화학기상증착)로 형성된 폴리실리콘의 전단 압저항 효과를 이론적으로 분석하고, 전단 압저항체를 응용한 압력센서를 설계 제작하여 그 특성을 연구하였다. 제작된 센서는 $1kgf/cm^{2}$의 압력과 $-20{\sim}+125^{\circ}C$의 온도범위에서 3.1mV/V의 압력감도, ${\pm}0.012%FS/^{\circ}C$의 오프셀온도계수(TCO), ${\pm}0.08%FS/^{\circ}C$의 감도온도계수(TCS)를 나타내었다. 또한, 같은 온도범위에서 ${\pm}0.2%FS$의 히스테리시스, ${\pm}1.5%FS$의 비직선성 변화를 보였다. 전단형 압력센서는 브리지형과는 달리 하나의 저항체로 이루어져 있어 브리지의 각 저항값 불일치로 인한 특성의 오차를 줄일 수 있고, 절연층 위에 폴리실리콘이 형성되어 있으므로 온도범위를 확장할 수 있는 장점을 가진다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.307-314
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• 1988

The thin, square-diaphragm silicon pressure sensor utilizing shear piezoresistance effect was designed and fabricated and its characteristics were examined. The sensor has only one diffused resistor, whereas conventional full-bridge sensor has four. Sensitivity is somewhat lower but temperature compensation is easier than the latter. The proposed sensor was fabricated with only one p-type diffused resistor of the dimension of 113x85\ulcorner\ulcornerlocated near the center of the edge of the diaphragm. The resistor was at 45\ulcornerwith the edge of the diaphragm. The sensitivity of the sensor was 36\ulcorner/V\ulcornermHg and was linear in the pressure range from 0 to 300 mmHg. The temperature coefficient without temperature compensation was 55 ppm/\ulcorner and it was decreased to about 0.17 mmHg/\ulcorner with compensation in the range from 10 to 60\ulcorner.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1360-1362
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• 2001

본 논문에서는 다이어프램을 세라믹을 사용하여 2차 변환 소자로 금속 스트레인 게이지 대신에 thick film piezoresistor를 이용한 후막 압력센서에 관한 연구이다. 다이어프램의 미소 변형을 후막의 비저항 변화로 검출하는 압저항 효과를 이용하는 방식이다. 종래의 압력센서와 비교하여 크리프 현상이 적고, 안정성이 우수한 특징을 갖고 있다. 또한 저항선이나 박 게이지의 게이지율이 3$\sim$5 인 것이 비하면 후막저항을 사용한 경우, 약 15$\sim$20정도의 높은 게이지율을 얻을 수 있어서 측정범위를 넓게 할 수 있으며, 후막공정의 스크린 프린팅을 통한 자동화는 수율의 향상과 저 가격화를 실현할 수 있다. 또, 후막 저항형 압력센서는 두 개의 저항이 다이어프램의 중앙 부근에 위치하며, 나머지 두 개의 저항은 가장자리에 위치시킴으로써 미소 변형에서도 저항값의 변화를 읽을 수 있도록 하였고, 휘스톤 브리지의 연결 도체부는 Pt를 주성분으로 하는 conductive paste(DHC7085)를 사용하였다. 이렇게 설계.제작된 압력 센서를 지지대에 고정시킨 후 캡슐에 넣고 감도, 선형성, 히스테리시스 그리고 온도특성 등을 고찰하였다.

• 센서학회지
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• 제32권6호
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• pp.470-474
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• 2023

In this study, a diaphragm-type pressure sensor was developed using multi-layer(four-layer) graphene produced at 1 nm thickness by thermally transferring single-layer graphene produced by chemical vapor deposition (CVD) to a 6" silicon wafer. By measuring the gauge factor, we investigated whether it was possible to produce a pressure sensor of consistent quality. As a result of the measurement, the pressure sensor using multilayer graphene showed linearity and had a gauge factor of about 17.5. The gauge factor of the multilayer graphene-based pressure sensor produced through this study is lower than that of doped silicon, but is more sensitive than a general metal sensor, showing that it can be sufficiently used as a commercialized sensor.