• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.152-153
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• 2012

Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 전해질 속 각종 이온농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. 이 소자의 기본 구조는 metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET)에서 고안되었으며 게이트 컨택 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다 [1]. ISFET는 기존의 반도체 CMOS 공정과 호환이 가능하고 제작이 용이할 뿐만 아니라, pH용액에 대한 빠른 반응 속도, 비표지 방식의 생체물질 감지능력, 낮은 단가 및 소자의 집적이 용이하다는 장점을 가지고 있다. ISFET pH센서의 감지특성에 결정하는 요소 중 가장 중요한 것은 소자의 감지막이라고 할 수 있다. 감지막은 감지 대상 물질과 물리적으로 직접 접촉되는 부분으로서 일반적으로 기계적/화학적 강도가 우수한 실리콘 산화막(SiO2)이 많이 사용되어져 왔다. 최근에는 기존의 SiO2 보다 성능이 향상된 감지막을 개발하기 위하여 Al2O3, HfO2, ZrO2, 그리고 Ta2O5와 같은 고유전 상수(high-k)를 가지는 물질들을 EIS 센서의 감지막으로 이용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 지속적인 high-k 물질들에 대한 연구에도 불구하고 각각의 물질이 갖는 한계점이 드러났다. 본 연구에서는 SOI기판에서 SiO2 /HfO2 (OH), SiO2/Al2O3 (OA) 이단 적층 그리고 SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 삼단적층 감지막을 갖는 ISFET을 제작하고 각 감지막의 특성을 평가하였다. 평가된 특성의 결과가 아래의 표1에 요약되었다. 그 결과, 각 high-k 물질이 갖는 한계점을 극복하기 위하여 제안된 OHA감지막은 기존에 OH, OA가 갖는 장점을 취하면서 단점을 최소화 시키는 최적화된 감지막의 감지특성을 보였다.

• 센서학회지
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• 제19권1호
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• pp.31-35
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• 2010

High temperature micro pressure sensors were fabricated by using polycrystalline 3C-SiC piezoresistors grown on oxidized SOI substrates by APCVD. These have been made by bulk micromachining under $1{\times}1mm^2$ diaphragm and Si membrane thickness of $20{\mu}m$. The pressure sensitivity of implemented pressure sensors was 0.1 mV/$V{\cdot}bar$. The nonlinearity and the hysteresis of sensors were ${\pm}0.44%{\cdot}FS$ and $0.61%{\cdot}FS$. In the temperature range of $25^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$ with 5 bar FS, TCS (temperature coefficient of sensitivity), TCR (temperature coefficient of resistance), and TCGF (temperature coefficient of gauge factor) of the sensor were -1867 ppm/$^{\circ}C$, -792 ppm/$^{\circ}C$, and -1042 ppm/$^{\circ}C$, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.387-388
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• 2008

High temperature micro pressure sensors were fabricated by polycrystalline (poly) 3C-SiC piezoresistors formed by oxidized SOI substrates with APCVD. These have been designed by bulk micromachining below $1{\times}1mm^2$ diaphragm and Si membrane $20{\mu}m$ thick. The pressure sensitivity of fabricated pressure sensor was 0.1 mV/Vbar. The non-linearity of sensor was ${\pm}0.44%$ FS and the hysteresis was 0.61% FS.TCS of pressure sensor was -1867 ppm/$^{\circ}C$, its TCR was -792 ppm/$^{\circ}C$, and TCGF to 5 bar was -1042 ppm/$^{\circ}C$ from 25 to $400^{\circ}C$.

• 센서학회지
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• 제22권5호
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• pp.369-373
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• 2013

In this paper, we developed contact type temperature sensor with single crystal silicon strip thermopile. This sensor consists of 15 p-type single crystal silicon strips, 17 n-types and contact electrodes on silicon dioxide silicon membrane. The result of electromotive force measuring showed very good characteristic as $15.18mV/^{\circ}C$ when temperature difference between the two ends of the thermopile occurs by applying thermal contact on the thermopile which was fabricated with silicon strip of $200{\mu}m$ length, $20{\mu}m$ width, $1{\mu}m$ thickness.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권3호
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• pp.187-196
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• 2005

MEMS에서 제조 공정 오차 및 외부 응력은 진동형 자이로스코프와 같은 MEMS 소자의 제조 수율에 많은 영향을 미친다. 특히 비연성 진동형 자이로스코프의 경우 감지모드와 구동모드의 주파수 차의 특성은 수율에 직접적인 영향을 미친다. SOI (Silicon-On-Insulator) 공정 및 양극접합 공정으로 패키징된 자이로스코프의 경우, 노칭현상으로 인하여 구조물이 불균일하게 가공되며, 동시에 열팽창계수 차로 인하여 접합된 기판에 큰 휨이 발생한다. 그 결과주파수 차의 분포가 커지고, 동시에 수율은 저하되었다. 이를 개선하기 위하여 SiOG (Silicon On Glass) 기술을 적용하였다. SiOG 공정에서는 접합 후에 기판의 휨을 최소화 하기 위하여 1장의 실리콘 기관과 2장의 유리 기판을 사용하였으며, 노칭을 방지하기 위하여 금속 박막을 사용하였다. 그 결과 노칭 현상이 방지되었으며, 기판의 휨도 감소하였다. 또한 주파수 차의 분포도 매우 균일하게 되었으며, 주파수 차의 편차 또한 개선이 되었다. 그 결과 높은 수율 및 보다 강건한 MEMS 자이로스코프를 개발할 수 있었다.