• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권5호
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• pp.215-220
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• 2012

Miniature ultrasonic and tactile sensors on Si substrate have been proposed, fabricated and characterized to detect objects for a dexterous robot. The ultrasonic sensor consists of piezoelectric PZT thin film on a Pt/Ti/$SiO_2$ and/or Si diaphragm fabricated using a micromachining technique; the ultrasonic sensor detects the piezoelectric voltage as an ultrasonic wave. The sensitivity has been enhanced by improving the device structure, and the resonant frequency in the array sensor has been equalized. Position detection has been carried out by using a sensor array with high sensitivity and uniform resonant frequency. The tactile sensor consists of four or three warped cantilevers which have NiCr or $Si:B^+$ piezoresistive layer for stress detection. Normal and shear stresses can be estimated by calculation using resistance changes of the piezoresitive layers on the cantilevers. Gripping state has been identified by using the tactile sensor which is installed on finger of a robot hand, and friction of objects has been measured by slipping the sensor.

• 센서학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-179
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• 2001

현재 사용되어지는 반도체형 압력센서에는 압저항형과 용량형이 있다. 특히 반도체 마이크로 압력센서는 크기도 작고 신호처리회로를 동일칩 위에 집적화 할 수 있어 많은 관심을 모아왔다. 그러나 이러한 형태의 센서들은 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다. 기존의 센서들이 가지는 단점들을 극복하기 위해 새로운 형태의 FET형 압력센서(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제안하고 그 동작특성을 조사하였다. 압력 감지 물질은 PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$)를 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 MOSFET의 게이트 절연막 위에 PZT 압전 박막을 증착하였다. PZT의 안정적 상태인 perovskite 구조를 형성하기 위하여 PbO 분위기에서 열처리하는 기법을 도입하였다. 제작된 PSFET의 감도는 0.38 mV/mmHg이다.

• 센서학회지
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• 제8권1호
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• pp.38-44
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• 1999

본 논문에서는 8빔 압저항형 가속도센서에서 하나 이상의 빔이 파손되는 대부분의 경우에 대하여 에러신호를 검출할 수 있는 자기진단회로를 구현하고, 이를 PSPICE를 사용하여 시뮬레이션으로 그 기능을 확인하였다. 또한 현재 상용으로 나오는 KA 324 증폭기의 레이아웃을 사용하여 자기진단회로를 표준 바이폴라(bipolar)공정을 이용하여 IC칩으로 제조하고, 24핀 플라스틱 패키지 한 후 자기진단 특성을 조사하였다. 이때, 측정된 회로의 자기진단 특성을 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.1-13
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• 2018

Gold functionalized graphene oxide (GOAu) nanoparticles were reinforced in acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) via solution and melt mixing methods. The synthesized NBR-GOAu nanocomposites have shown significant improvements in their rate of curing, mechanical strength, thermal stability and electrical properties. The homogeneous dispersion of GOAu nanoparticles in NBR has been considered responsible for the enhanced thermal conductivity, thermal stability, and mechanical properties of NBR nanocomposites. In addition, the NBR-GOAu nanocomposites were able to show a decreasing trend in their dielectric constant (${\varepsilon}^{\prime}$) and electrical resistance on straining within a range of 10-70%. The decreasing trend in ${\varepsilon}^{\prime}$ is attributed to the decrease in electrode and interfacial polarization on straining the nanocomposites. The decreasing trend in electrical resistance in the nanocomposites is likely due to the attachment of Au nanoparticles to the surface of GO sheets which act as electrical interconnects. The Au nanoparticles have been proposed to function as ball rollers in-between GO nanosheets to improve their sliding on each other and to improve contacts with neighboring GO nanosheets, especially on straining the nanocomposites. The NBR-GOAu nanocomposites have exhibited piezoelectric gauge factor (${GF_{\varepsilon}}^{\prime}$) of ~0.5, and piezo-resistive gauge factor ($GF_R$) of ~0.9 which clearly indicated that GOAu reinforced NBR nanocomposites are potentially useful in fabrication of structural, high temperature responsive, and stretchable strain-sensitive sensors.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.405-410
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• 2005

현재 압력이나 가속도를 측정하기 위해 사용되는 반도체 센서 중에서 압저항 센서가 가장 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 압저항 센서는 반도체 공정에 의해서 제작되고, 기존의 센서보다 높은 민감도를 가지므로 그 적용성이 매우 높다. 하지만, 압저항 센서를 형성하는 구조물의 형상과 관련된 연구가 국내에서 미비하므로 이에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 과도한 압력에 센서를 보호하기 위한 보스(Boss)와 민감도 향상을 위해 사용되는 매스(Seismic Mass)의 기하학적 변화가 민감도에 미치는 영향을 압저항 분포를 통하여 분석하고, 적절한 위치와 크기를 제시하고자 한다.

• 센서학회지
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• 제5권6호
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• pp.25-34
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• 1996

본 논문에서는 압저항형 압력센서를 위한 신호처리회로를 설계하였다. 신호처리회로는 압저항형 압력센서를 구동하기 위한 기준전압 회로와 미소한 센서 신호의 증폭을 위한 인스트루먼트 증폭기로 구성이 되어있다. 신호처리회로는 단일 폴리 이중 메탈(single poly double metal) $1.5\;{\mu}m$ BiCMOS 공정 파라미터를 이용하여 HSPICE로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 밴드갭 기준전압회로의 온도 계수는 $0\;{\sim}\;70^{\circ}C$의 범위에서 $21\;ppm/^{\circ}C$였고 PSRR은 80 dB였다. BiCMOS 증폭기의 이득, 옵셋, CMRR, CMR, PSRR, 특성은 CMOS나 바이폴라보다 우수하였고 전력소비 및 잡음전압 특성은 CMOS가 우수하였다. 설계한 신호처리 회로는 옵셋이 적고 입력 임피던스가 높으며 CMRR 특성이 우수하기 때문에 센서 및 계측용 신호처리회로로서 사용하기에 적합하다.

• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.17-24
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• 1996

이 논문은 압력센서의 압저항 소자 값에 영향을 미치는 실리론 박막의 잔류응력과 4개 저항의 특성 차에 의해 발생하는 오프셋과 온도 드리프트 특성을 보상하기 위하여 2중 브리지구조의 압력센서에 대하여 연구한 것이다. 압력 변화에 무관한 브리지회로의 각 저항 소자를 압력 변화를 감지하는 브리지회로의 각 저항 소자 가까이 배치하여 각 브리지회로의 출력을 감산하므로 오프셋과 온도 드리프트를 소자내부에서 제거하는 것이다. 이 방법에 의해 오프셋과 온도 드리프트 성분의 약 95%가 제거되었다. 제작된 압력센서의 감도는 $0.9\;kgfcm^{-2}$ full-range에 대해서 $11.7\;mV/Vkg/cm^{-2}$ 이었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권4호
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• pp.505-512
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• 2006

This paper presents an integrated multifunctional sensor based on MEMS technology, which can be used or embedded in mobile devices for environmental monitoring. An absolute pressure sensor, a temperature sensor and a humidity sensor are integrated in one silicon chip of which the size is $5mm\times5mm$. The pressure sensor uses a bulk-micromachined diaphragm structure with the piezoresistors. For temperature sensing, a silicon temperature sensor based on the spreading-resistance principle is designed and fabricated. The humidity sensor is a capacitive humidity sensor which has the polyimide film and interdigitated capacitance electrodes. The different piezoresistive orientation is used for the pressure and temperature sensor to avoid the interference between sensors. Each sensor shows good sensor characteristics except for the humidity sensor. However, the linearity and hysteresis of the humidity sensor can be improved by selecting the proper polymer materials and structures.

• 센서학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2005

This paper describes a novel concept of a chemically sensitive scanning force microscope (CS-SFM). It consists of the conventional SFM and the time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS). A switchable cantilever (SC) fabricated by the micromachining technology combines each advantage of two completely different systems, SFM and TOF-MS. The CS-SFM offers to produce both images of topography and chemical information simultaneously. First we employed a rotatable tip holder based on 4 piezotube actuators for demonstration of the possibility of the CS-SFM concept. Second the CS-SFM concept is optimized with the micromachining technology. The micromachined SC with an integrated bimorph actuator and a piezoresistive strain sensor provides a reasonable switching speed of ${\sim}10$ ms which is very attractive for the CS-SFM application. The SC is currently being integrated in an ultra-high-vacuum system to perform various experiments.

• 센서학회지
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• 제16권2호
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• pp.126-131
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• 2007

In this paper, we fabricated piezoresistive pressure sensor with dry etching technology which used ICP-RIE (inductively coupled plasma reactive ion etching) and etching delay technology which used SOI (silicon-on-insulator). Structure of the fabricated pressure sensor shows a square diaphragm connected to a frame which was vertically fabricated by dry etching process and a single-element four-terminal gauge arranged at diaphragm edge. Sensitivity of the fabricated sensor was about 3.5 mV/V kPa at 1 kPa full-scale. Measurable resolution of the sensor was not exceeding 20 Pa. The nonlinearity of the fabricated pressure sensor was less than 0.5 %F.S.O. at 1 kPa full-scale.