• 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.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.400-406
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• 1999

(100), n/$n^+$/n 3층 실리콘 웨이퍼를 이용하여 4가지 형태의 미소 빔 구조를 가지는 압저항형 유체센서를 제작하고, 그 특성을 조사하였다. Boron 확산을 통하여 압저항을 형성하였으며 형성된 압저항의 저항 값은 $1\;k{\Omega}$ 정도였다. 다공질 실리콘 마이크로머시닝을 이용하여 3차원의 실리콘 미소 빔 구조체를 제작하였으며, 실리콘과 금속의 열팽창계수 차이를 이용하여 빔을 위로 휘게 하여 원하는 형상으로 제조하였다. 제조된 센서의 출력 특성은 half-bridge를 구성하여 조사하였다. 같은 유속에서는 빔의 길이에 비례하여 출력 전압이 증가함을 보였고, 반면에 빔의 길이가 짧을수록 측정 가능 구간이 넓게 나타났다. 제조된 센서의 출력전압은 유량의 3.2승에 비례하여 증가하였으며, 이는 유속에 따른 빔이 받는 응력이 비 선형 특성을 나타내기 때문이다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.65-74
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• 2021

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권9호
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• pp.1248-1255
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• 2003

Pressure coefficient in a rotating discharge hole was measured to gain insight into the influence of rotation on the discharge characteristics of rotating discharge holes. Pressures inside the hole were measured by a telemetry system that had been developed by the authors. The telemetry system is characterized by the diversity of applicable sensor type. In the present study, the telemetry system was modified to measure static pressure using piezoresistive pressure sensors. The pressure sensor is affected by centrifugal force and change of orientation relative to the gravity. The orientation of sensor installation for minimum rotating effect and zero gravity effect was found out from the test. Pressure coefficients in a rotating discharge hole were measured in longitudinal direction as well as circumferential direction at various rotating speeds and three different pressure ratios. From the results, the behaviors of pressure coefficient that cannot be observed by a non-rotating setup were presented. It was also shown that the discharge characteristics of rotating discharge hole is much more influenced by the Rotation number irrespective of pressure ratio.

• 센서학회지
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• 제6권6호
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• pp.430-436
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• 1997

SDB웨이퍼를 사용한 압저항 형태의 50 G용 가속도 센서를 실리콘 마이크로머시닝을 사용하여 제조하였다. 이 형태의 가속도 센서는 진동하는 사각형의 매스와 4개의 빔으로 구성되어 있다. 이 구조는 RIE를 이용한 건식식각과 KOH 용액을 이용한 습식식각을 이용하여 제조되었다. 정사각형의 보상구조가 매스 가장자리의 언더에칭에 기인하는 변형을 보상하기 위해 사용되었다. 제조된 센서는 인가된 가속도에 대하여 선형적인 출력전압특성을 보여주고 감도는 0에서 10 G까지 약 $88{\mu}V/V{\cdot}g$이었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제2권4호
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• pp.19-22
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• 2003

In this paper, Si anisotropic etching characteristics of tetramethylammonium hydroxide (TMAH)/ammonium persulfate (AP) solutions were investigated to realize the optimum structure of a diaphragm for the piezoresistive pressure sensor application. Due to its low toxicity and its high compatibility with the CMOS processing, TMAH was used as Si anisotropic etchants. The variations of Si etch rate on the etching temperature, TMAH concentration, and etching time were obtained. With increasing the etching temperature and decreasing TMAH concentrations, the Si etch rate is increased while a significant non-uniformity exists on the etched surface because of formation of hillocks on the <100> surface. With the addition of AP to TMAH solution, the Si etch rate is increased and an improvement in flatness on the etching front is observed. The Si etch rate is also maximized with increasing the number of addition of AP to TMAH solution per one hour. The Si square diaphragms of 20$\mu\textrm{m}$ thickness and 100-400 $\mu\textrm{m}$ one-side length were fabricated successfully by adding AP of (5/6)g to 800 ml TMAH solution every 10 minutes.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.63-70
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• 2008

본 논문에서는 MEMS 압력 센서의 스마트 센서 시스템을 구현하였다. 피에조 압력센서의 온도 드리프트 문제를 해결하기 위해 외부 환경에 맞춰 시스템이 스스로 발생 오차를 제거하는 보상 알고리즘과 이에 의해 제어되는 프로그래머블한 보정 회로를 제안하였다. 시스템은 신호처리부, 보정 회로, 온도 감지부, 그리고 마이크로프로세서 및 통신부가 SOC으로 구현되었으며, RS-232 인터페이스가 시스템의 모니터링 및 제어를 위해 사용되었다. 구현된 IC의 면적은 $4.38{\times}3.78\;mm^2$이며 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었다. $-40^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$ 온도 범위에서 50 KPa급 MEMS 압력센서의 온도 드리프트 보상 오차는 ${\pm}0.48%$로 측정되었다. 구현된 시스템의 전력소모는 30.5mW로 측정되었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권11호
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• pp.835-843
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• 2018

In this work, we report a delta rosette strain sensor based on highly stretchable silver nanowire (AgNW) percolation piezoresistors. The proposed rosette strain sensors were easily prepared by a facile two-step fabrication route. First, three identical AgNW piezoresistive electrodes were patterned in a simple and precise manner on a donor film using a solution-processed drop-coating of the AgNWs in conjunction with a tape-type shadow mask. The patterned AgNW electrodes were then entirely transferred to an elastomeric substrate while embedding them in the polymer matrix. The fabricated stretchable AgNW piezoresistors could be operated at up to 20% strain without electrical or mechanical failure, showing a maximum gauge factor as high as 5.3, low hysteresis, and high linearity ($r^2{\approx}0.996$). Moreover, the sensor responses were also found to be highly stable and reversible even under repeated strain loading/unloading for up to 1000 cycles at a maximum tensile strain of 20%, mainly due to the mechanical stability of the AgNW/elastomer composites. In addition, both the magnitude and direction of the principal strain could be precisely characterized by configuring three identical AgNW piezoresistors in a delta rosette form, representing the potential for employing the devices as a multidimensional strain sensor in various practical applications.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.888-891
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• 2003

This paper describes on the fabrication and characteristics of micro ceramic thin-film type pressure sensors based on Ta-N strain-gauges for high-temperature applications. The Ta-N thin-film strain-gauges are deposited onto thermally oxidized Si diaphragms by RF sputtering in an argon-nitrogen atmosphere($N_2$ gas ratio: 8 %, annealing condition: $900^{\circ}C$, 1 hr.), Patterned on a wheatstone bridge configuration, and use as pressure sensing elements with a high stability and a high gauge factor. The sensitivity is $1.097{\sim}1.21mV/V.kgf/cm^2$ in the temperature range of $25{\sim}200^{\circ}C$ and the maximum non-linearity is 0.43 %FS. The fabricated pressure sensor presents a lower TCR, non-linearity than existing Si piezoresistive pressure sensors. The fabricated micro ceramic thin-film type pressure sensor is expected to be usefully applied as pressure and load sensors that is operable under high-temperature environments.