$Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si_{3}N_{4}$(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.
본 논문에서는 실내 환경에서 반도체 장비 주변에 배치된 다수의 센서로부터 정보를 취득하고 취득된 정보를 바탕으로 반도체 장비의 상황을 인지하는 시스템을 제안한다. 제안하는 반도체 장비 상황인지 시스템은 가속도, 압력, 온도, 가스 센서로부터 정보를 취득하고 서버로 전송한다. 그리고 서버로 전송된 데이터는 단일이벤트와 다중이벤트의 상황인지 알고리즘을 통해 알람을 발생시킨다. 그 결과 불필요한 알람이 줄어 수준 높은 실시간 감시가 가능하고 주위의 정보를 한 번에 알 수 있어 효율적인 관리가 가능하다.
최근, 유연하며 몸에 부착 가능한 소자들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이런 관심을 뒷받침 하여 이와 관련된 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 기존 딱딱한 성질을 가진 소자에 사용되던 무기물 기반의 재료의 경우 유연 소자로 만들기에 여러 가지 제약이 있어 유연하게 제작할 수 있는 유기물 반도체나 탄소 나노튜브 필름 등을 이용한 소자들이 주로 연구되고 개발되어 왔다. 하지만 이런 재료들을 이용한 소자의 경우 유기물 분자와 분자 사이 또는 탄소 나노튜브와 나노튜브 사이에서 전하들이 산란되는 등 재료 자체의 한계로 인해 기존의 재료를 사용한 소자들보다 전기적 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이런 단점들을 해결하기 위하여 이 연구에서는 수직 정렬된 반도체 결정 어레이를 투명 유연한 폴리머와 결합하는 방법을 이용, 고품질 나노/마이크로 반도체 결정을 유연한 기판으로 전사 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 위와 같은 구조는 재료에 가해지는 힘을 완화 시켜줄 수 있으며, 이로 인해 큰 변형에도 재료의 손상이 없는 소자 제작이 가능하다. 이런 구조를 구현하기 위해 위치 및 크기가 정교하게 제어된 ZnO 나노막대 단결정을 저온에서 용액공정을 통하여 합성시킨다. 이후 성장시킨 ZnO 단결정 어레이와 polydimethylsiloxane (PDMS) 폴리머를 결합시킨 후 단단한 기판에서 기계적으로 박리시켜 ZnO/폴리머 복합체를 분리해 낸다. 추가적으로 전사된 ZnO의 결정성을 확인하기 위하여 photoluminescent 분석을 진행하였으며, ZnO/폴리머 복합체를 이용한 외부 힘에 반응하는 압력 센서를 제작하였다.
기존의 공정방식에 비해 효율성이나 환경적 면에서 많은 장점을 가진 플라즈마 공정은 반도체 제작에서 널리 사용되고 있다. Plasma Sheath란 플라즈마 bulk와 그 것을 둘러싸고 있는 챔버 벽면과 전극 사이에서 관찰되는 어두운 영역으로 양이온과 전자의 이동속도 차이로 인해 발생한다. Plasma Sheath Monitoring Sensor (PSMS)는 플라즈마와 전극 사이의 전압(Voltage) 차이와 전극에 걸리는 RF power 등을 실시간으로 측정하는 센서로서 플라즈마 챔버 내에서 플라즈마의 상태와 매우 상관도가 높을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 PSMS 데이터를 활용하여 플라즈마 챔버 내의 질소이온의 상태를 예측하는 모형을 딥러닝 기계학습 기법을 이용하여 구축하였다. 연구에 사용된 데이터는 파워와 압력을 달리 셋팅한 실험에서 측정된 PSMS 데이터를 학습데이터로 활용하고 플라즈마 bulk와 Si substrate에서 측정된 질소 이온의 비율, 플럭스, 밀도를 레이블로 활용하였다. 본 연구의 결과는 향후 플라즈마 공정의 최적화 및 실시간 정밀제어를 위한 인공지능 기술의 기초가 될 것으로 기대된다.
The electrical characteristics of stearic acid LB films far the horizontal direction were investigated to develop the gab sensor using LB films. $\pi$ -A isotherm was measured to transfer stearic acid on slide glass substrate and surface pressure for optimal deposition was 25[dyne/cm]. The deposition status of stearic acid LB films was verified by the measurement of capacitance which was increased with the number of layers. The thickness of electrode was estimated about 1000 by the I-V characteristics far the horizontal direction. The Conductivity of stearic acid LB films for horizontal direction was 10$^{-8}$ [S/cm] that mean like semiconductor.
Thin nickel oxide films formed on uncooled and cooled $SiO_2/Si$ substrates using a radio frequency (RF) magnetron sputter powered by 200 W in a mixed atmosphere of argon and oxygen. Grazing-incidence X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy are used for the structural analysis of nickel oxide films. The electrical conductivity required for better bolometric performance is estimated by means of a four-point probe system. Columnar and (200) preferred orientations are discovered in both films regardless of substrate cooling. Electric resistivity, however, is greatly influenced by the substrate cooling. Oxygen partial pressure increase during the nickel oxide deposition leads to a rapid decrease in resistivity, and the resistivity is higher in the cooled nickel oxide samples. Even when small microstructure variations are applied, lower resistivity in favor of low noise performance is acquired in the uncooled samples.
PbTio3 is a promising material with perovskite structure for pyroelectric sensor applications with its superior pyroelectric properties, low dielectric constants, and low piezoelectric constants. Growth of pyroelectric thin films in general, needs relatively higher temperatures than those of conventional Si semiconductor processing However, low growth temperature is advantageous for the device integration. We report the low temperature (350$^{\circ}C$) growth of PbTio3 thin films by 3-gun DC magnetron reactive sputtering. The effects of substrate temperature, Pb-flux, and total pressure on crystalinity and preferred orientation of PbTio3 thin films are reported.
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.
한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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pp.29-33
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2000
MEMS, Micro Electro-Mechanical Systems, present one of the greatest advanced packaging challenges of the next decade. Historically hybrid technology, generally thick film, provided sensors and actuators while integrated circuit technologies provided the microelectronics for interpretation and control of the sensor input and actuator output. Brought together in MEMS these technical fields create new opportunities for miniaturization and performance. Integrated circuit processing technologies combined with hybrid design systems yield innovative sensors and actuators for a variety of applications from single crystal silicon wafers. MEMS packages, far more simple in principle than today's electronic packages, provide only physical protection to the devices they house. However, they cannot interfere with the function of the devices and often must actually facilitate the performance of the device. For example, a pressure transducer may need to be open to atmospheric pressure on one side of the detector yet protected from contamination and blockage. Similarly, an optical device requires protection from contamination without optical attenuation or distortion being introduced. Despite impediments such as package standardization and complexity, MEMS markets expect to double by 2003 to more than $9 billion, largely driven by micro-fluidic applications in the medical arena. Like the semiconductor industry before it. MEMS present many diverse demands on the advanced packaging engineering community. With focused effort, particularly on standards and packaging process efficiency. MEMS may offer the greatest opportunity for technical advancement as well as profitability in advanced packaging in the first decade of the 21st century! This paper explores MEMS packaging opportunities and reviews specific technical challenges to be met.
Kim, Gyungtae;Seok, Changho;Kim, Taehyun;Park, Jae Hong;Kim, Heeyeoun;Ko, Hyoungho
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권6호
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pp.733-740
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2014
A resistive micro Pirani gauge using amorphous silicon (a-Si) thin membrane is proposed. The proposed Pirani gauge can be easily integrated with the other process-compatible membrane-type sensors, and can be applicable for in-situ vacuum monitoring inside the vacuum package without an additional process. The vacuum level is measured by the resistance changes of the membrane using the low noise correlated double sampling (CDS) capacitive trans-impedance amplifier (CTIA). The measured vacuum range of the Pirani gauge is 0.1 to 10 Torr. The sensitivity and non-linearity are measured to be 78 mV / Torr and 0.5% in the pressure range of 0.1 to 10 Torr. The output noise level is measured to be $268{\mu}V_{rms}$ in 0.5 Hz to 50 Hz, which is 41.2% smaller than conventional CTIA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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