• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.220-226
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• 1997

실리콘 미세가공기술로 형성된 프레임 모양의 실리콘 기판에 의해 지지되는 -$Si_3N_4/300 nm-SiO_2/150 nm-Si_3N_4$ 광반사막을 제조하였으며, 이것을 광섬유와 결합하여 강도형 다모드 광섬유 압력센서를 제작하고 그 특성을 조사하였다. $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$다아아 프램을 광반사막으로 사용하기 위하여 이 다이아프램의 뒷면에 NiCr 및 Au 박막을 각각 진 공증착하여 광반사막에서의 광투과에 의한 광손실을 수%로 감소시킬 수 있었다. 유전체 다 이아프램의 상하에 각각 있는 $Si_3N_4$막은 KOH 수용액에 의한 실리콘 이방성 식각시 자동식 각 정지층 역할을 하여 다이아프램 두께의 재현성이 우수하였다. 다이아프램의 크기가 3$\times$ 3$\textrm{mm}^2$, 4$\times$4$\textrm{mm}^2$ 및 5$\times$5$\textrm{mm}^2$인 센서는 각각 0~126.64kPa, 0~79.98kPa 및 0~46.66kPa의 압력범위에서 선형적인 광출력-압력 특성을 나타내었으며, 이들 센서의 압력감도는 각각 약 20.69nW/kPa, 26.70nW/kPa 및 39.33nW/kPa로서, 다이아프램의 크기가 증가할수록 압력감 도도 증가하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.884-887
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• 2003

Strain gages were widely used transducers. Essentially a strain gage was an electric element to which an appropriate type was attached. Strain was sensed by gages and provided electrical output proportional to applied forced. This paper describes the recent development of a thick film strain gage ceramic pressure sensors. The thick film resistors as strain gage in the Wheatstone bridge were fabricated with a novel mixture of ruthenium. The thick-film technology of resistors were printed on the ceramic diaphragm back side by screen printing and cured at $850^{\circ}C$. The mechanical measurements were performed with the computer simulation results(ANSYS 5.1). The output sensitivity was 1.2mV/V, of which max. nonlinearity was less than 0.29%, hysteresis was less than 0.38%FS.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.790-794
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• 2003

This paper describes the fabrication and characteristics of ceramic thin film type pressure sensors based on Ta-N strain gauges for high temperature applications. Ta-N thin-film strain gauges are deposited onto a thermally oxidized Si diaphragm by RF sputtering in an argon-nitrogen atmos[here($N_2$ gas ratio: 8%, annealing condition: 90$0^{\circ}C$, 1 hr.), patterned on a wheatstone bridge configuration, and used as pressure sensing elements with a high stability and a high gauge factor. The sensitivity is 1.097 ～ 1.21 mV/Vㆍkgf/$\textrm{cm}^2$ in the temperature range of 25 ～ 200 $^{\circ}C$ and the maximum non-linearity resistance), non-linearity than existing Si piezoresistive pressure sensors. The fabricated ceramic thin-film type pressure sensor is expected to be usefully applied as pressure and load sensors that os operable under high-temperature.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권9호
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• pp.938-944
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• 1997

Cu-Ni thin film strain gauges for diaphragm-type pressure sensors were developed. Thin films of Cu-Ni alloys of various compositions were deposited onto glass and stainless steel substrates by RF magnetron sputtering. The effects of composition substrate temperature Ar partial pressure and aging on the electrical properties of Cu-Ni film strain gauges in the thickness range 500~2000$\AA$ are discussed. The maximum resistivity(95.6 $\mu$$\Omega$cm) is obtained from 53wt%Cu-47wt%Ni films while the temperature coefficient of resistance(TCR) becomes minimum(25.6ppm/$^{\circ}C$). The gauge factor is about 1.9.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.147-153
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• 1998

$Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si_{3}N_{4}$(N/O/N) 다이아프램과 결합된 고감도의 광섬유 Fabry-Peort 압력센서를 개발하여 스트레인 및 그 응답특성을 조사하였다. 먼저, 44 wt% KOH 수용액을 이용한 실리콘 이방성식각기술로 600 nm 두께의 N/O/N 다이아프램을 제조하였으며, 제조된 다이아프램과 광섬유 Fabry-Perot 간섭계를 결합하여 광섬유 압력센서를 구성하였다. 단일모드 광섬유(SMF)내에 $TiO_{2}$ 유전체 박막을 용융접합하여 공극의 길이가 약 2 cm인 광섬유 Fabry-Perot 간섭계를 제작하였다. 광섬유 Fabry-Perot 간섭계의 한쪽 끝은 N/O/N 다이아프램과 결합하였으며, 나머지 한쪽을 3 dB 광결합기를 통해 광측정장치에 연결하였다. $2{\times}2\;mm^{2}$ 및 $8{\times}8\;mm^{2}$ 크기의 N/O/N 다이아프램에 대해 응답특성을 조사한 결과, 각각 약 0.11 rad/kPa과 1.57 rad/kPa의 압력감도를 나타내었으며, 선형오차는 0.2 %FS이내였다.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.55-59
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• 2018

본 연구에서는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB (silicon-direct-bonding) 웨어퍼 상에 형성된 다이아프램(diaphragm)에 제조된 전단응력형 압전저항 특성을 분석하였다. 다이아프램은 MEMS (Microelectromechanical System) 기술을 이용해 형성하였다. TMAH 수용액을 이용해 웨이퍼 후면을 식각하여 형성된 다이아프램 구조는 각종 센서제작에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다이아프램 상에 형성시킨 전단응력형 압전저항의 최적의 형상조건을 ANSYS 시뮬레이션을 통하여 찾고 실제 반도체 미세가공기술을 이용해 다이아프램 구조를 형성시키고 이에 붕소(boron)을 주입하여 형성시킨 전단응력형 압전저항의 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 압력감지 다이아프램은 정방형으로 제조되었다. 다이아프램의 모서리의 중심부에서 동일한 압력에 대한 최대 전단응력은 구조물이 정방형일 때 발생한다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 따라서 압전저항은 다이아프램의 가장자리 중앙에 위치시켰다. 제조된 전단응력형 압전저항은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였고 $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ 크기의 다이아프램에 형성된 압전저항의 감도는 $183.7{\mu}V/kPa$로 나타났으며 0~100 kPa 범위의 압력에서 1.3%FS의 선형성을 가졌으며 감도의 대칭성 또한 우수하게 나타났다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제7권3호
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• pp.29-34
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• 2008

This paper describes the fabrication and characterization of a differential pressure type integrated mass-flow controller made of stainless steel for reactive and corrosive gases. The fabricated mass-flow controller is composed of a normally closed valve and differential pressure sensor. A stacked solenoid actuator mounted on a base-block is utilized for precise and rapid control of gas flow. The differential pressure flow sensor consisting of four diaphragms can detect a flow rate by deflection of diaphragm. By a feedback control from the flow sensor to the valve actuator, it is possible to keep the flow rate constant. This device shows a fast response less than 0.3 sec. Also, this device shows accuracy less than 0.1% of full scale. It is confirmed that this device is not attacked by toxic gas, so the integrated mass-flow controller can be applied to advanced semiconductor processes which need fine mass-flow control corrosive gases with fast response.

• 전기전자학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.1-10
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• 1997

It is well-known that rectangular bulk-Si sensors prepared by etch or epi etch-stop micromachining technology are already in practical use today, but the conventional bulk-Si sensor shows some drawbacks such as large chip size and limited applications as silicon sensor device is to be miniaturized. We consider a circular-shape SOI(Silicon-On-Insulator) micro-cavity technology to facilitate multiple sensors on very small chip, to make device easier to package than conventional sensor like pressure sensor and to provide very high over-pressure capability. This paper demonstrates the cross-functional results for stress analyses(targeting $5{\mu}m$ deflection and 100MPa stress as maximum at various applicable pressure ranges), for finding permissible diaphragm dimension by output sensitivity, and piezoresistive sensor theory from two-type SOI structures where the double SOI structure shows the most feasible deflection and small stress at various ambient pressures. Those results can be compared with the ones of circular-shape bulk-Si based sensor$^{[17]}. The SOI micro-cavity formed the sensors is promising to integrate with calibration, gain stage and controller unit plus high current/high voltage CMOS drivers onto monolithic chip.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.62-68
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• 1990

표준 Si 공정기술을 이용하여 칩의 크기가 $1.7{\times}1.7{mm^2}$인 소형 압저항형 Si 압력센서를 제작하고 그 동작 특성을 평가하였다. 제작된 센서는 크기 $1.0{\times}1.0{mm^2}$, 두께 $20{\mu}m$의 n형 Si 다이아프램상에 4개의 붕소 확산저항이 브릿지 형태로 연결된 칩 구조를 가지며 최종적으로 게이지압을 측장할 수 있도록 상온 상압하에서 패키징하였다. 이 센서의 동작특성은 상온에서 압력감도 $14.2{\mu}V/V{\cdot}mmHg$ 정격 압력범위 0~760mmHg, 최대 비선형성 $1.0{\%}$ FS로 평가되었다.