• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.253-258
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• 1999

본 논문은 일기에 관한 대표적인 정보인 온도, 습도, 그리고 기압의 변화를 감지하여 일기를 예측하는 일기예보시스템을 개발함으로써, 가정에서 쉽게 일기에 대한 정보를 얻을 수 있도록 하는데 목적이 있다. 이를 위해 기상청으로부터 기상정보와 일기와의 관계를 분석하여, 차후 측정된 기상정보로부터 일기예보를 하는데 필요한 판단기준을 마련하였다. 또한, 자체적인 데이터 수집을 위해 반도체 압저항성을 이용한 압력센서와 온습도센서를 제작하고, 마이크로프로세서를 이용하여 시스템을 제작하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
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• pp.23-28
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• 2003

본 논문에서는 MEMS 공정기술을 이용하는 압저항(piezoresistive) 압력센서용 다이아프램의 최적구조 제작을 위한 TMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide)의 식각특성을 연구하였다. KOH, EDP 등 기존의 공정 수행에 있어서 부딪치게 되는 환경적 요인을 개선하고, 생산성 향상을 위해 독성이 없고 CMOS 집적회로 공정과 호환성이 높은 TMAH를 사용하여, 식각온도와 TMAH 농도 및 식각시간에 따른 에칭률 변화를 측정하였다. 식각온도가 증가 함에 따라, 그리고 TMAH 농도가 감소함에 따라, Si 에칭률은 증가하였으나 hillock 발생률이 증가하여 식각표면의 평탄화 정도가 나빠졌다. 이러한 단점을 AP(Ammonium Persulfate) 첨가제를 이용하여 해결하였다. l5wt% 농도의 TMAH 800ml 용액을 가지고 매 10분당 같은 양의 AP를 1시간당 5g이 되도록 첨가하여, 한변의 길이가 100~400 $\mu\textrm{m}$인 정사각형 모양을 가진 우수한 이방성 다이아프램을 성공적으로 제작하였다.

• 센서학회지
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• 제31권3호
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• pp.139-144
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• 2022

Advanced tactile sensors are receiving significant attention in various industries such as extended reality, electronic skin, organic user interfaces, and robotics. The capabilities of advanced tactile sensors require a variety of functions, including position sensing, pressure sensing, and material recognition. Moreover, they should comsume less power and be bio-friendly with human contact. Recently, a tactile sensor based on the triboelectrification effect was developed. Triboelectric tactile sensors have the advantages of wide material availability, simple structure, and low manufacturing cost. Because they generate electricity by contact, they have low power consumption compared to conventional tactile sensors such as capacitive and piezoresistive. Furthermore, they have the ability to recognize the contact material as well as execute position and pressure sensing functions using the triboelectrification effect. The aim of this study is to introduce the progress of research on triboelectrification-based tactile sensors with various functions such as position sensing, pressure sensing and contact material recognition.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.171-178
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• 1998

SDB 웨이퍼를 이용하여 실리콘 압저항형 절대압센서를 제조하고 이를 가스누출 감지시스템에 응용하였다. 이 경우 센서는 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$, $0{\sim}100^{\circ}C$의 압력, 온도범위에서 정상적으로 동작하여야 하고 다이아프램이 파괴되었을 때 가스가 소자 외부로 누출되어서는 안된다. 따라서 다이아프램 내의 공극을 유리(Pyrex7740)와 진공중($10^{-4}$ torr)에서 양극 접합을 행하였다. 제조된 센서는 압력에 대하여 우수한 선형특성을 보였고, 압력감도는 대기압이상 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$의 압력범위에서 $4.06{\mu}V/VmmH_{2}O$ 이었다. 온도보상 일체화 조건을 조사하기 위해 Al 박막저항을 제조하여 온도보상을 행하였는데 오프셋의 온도 drift는 80 %이상, 감도의 온도의존성은 95 %이상 보강 효과를 얻었다. 또한 다이오드(PXIN4001)를 이용한 온도보상시 오프셋의 온도 drift는 98 %이상, 감도의 온도의존성은 90%이상 보상 효과를 나타내었다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.21-29
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• 1996

(111), $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 실리콘 기판을 HF 용액 내에서 양극반응시켜 선택확산된 $n^{+}$ 층에 다공질 실리콘층(Porous Silicon Layer : PSL)을 형성한 후, 이를 5% NaOH 수용액에서 식각하여 미세구조를 제조하는 다공질 실리콘 식각법을 이용한 실리콘 미세구조의 제조법으로 8개의 빔을 갖는 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하였다. 제조된 가속도센서의 매스 패드(mass pad)의 반경, 빔 길이, 빔 폭, 그리고 빔 두께는 각각 $700\;{\mu}m$, $50;{\mu}m$, $100\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$ 였다. 자동차의 응용을 위하여 50g 범위의 가속도를 측정할 수 있도록 진동질량은 2 mg으로 제조하였다. 이때, 진동질량을 부가하는 방법은 Pb/Sn/Ag 솔더 페이스트를 매스 패드에 디스펜싱한 후, 3-zone reflow 장치를 사용하여 열처리하였다. 제조된 가속도센서의 충격응답에 대한 감쇠시간은 약 30 ms로 나타났으며, 가산회로로 합한 출력의 감도는 2.9 mV/g이며, 비선형특성은 full scale 출력에서 2%이하로 측정되었다. 그리고 각 브릿지의 편차는 ${\pm}5%$ 미만으로 나타났다. 또한 측정된 타축감도는 약 4% 이하로 나타났으며, 시뮬레이션 결과로 부터 얻은 센서의 공진주파수는 2.15 KHz이었다.

• 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.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제38권4호
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• pp.685-694
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• 2016

A surface micromachined piezoresistive pressure sensor with a novel internal substrate vacuum cavity was developed. The proposed internal substrate vacuum cavity is formed by selectively etching the silicon substrate under the sensing diaphragm. For the proposed cavity, a new fabrication process including a cavity side-wall formation, dry isotropic cavity etching, and cavity vacuum sealing was developed that is fully CMOS-compatible, low in cost, and reliable. The sensitivity of the fabricated pressure sensors is 2.80 mV/V/bar and 3.46 mV/V/bar for a rectangular and circular diaphragm, respectively, and the linearity is 0.39% and 0.16% for these two diaphragms. The temperature coefficient of the resistances of the polysilicon piezoresistor is 0.003% to 0.005% per degree of Celsius according to the sensor design. The temperature coefficient of the offset voltage at 1 atm is 0.0019 mV and 0.0051 mV per degree of Celsius for a rectangular and circular diaphragm, respectively. The measurement results demonstrate the feasibility of the proposed pressure sensor as a highly sensitive circuit-integrated pressure sensor.

• 한국생산제조학회지
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• 제9권5호
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• pp.105-111
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• 2000

Micronization of sensor is a trend of the silicon sensor development with regard to a piezoresistive silicon pressure sensor, the size of the pressure sensor diaphragm have become smaller year by year, and a microaccelerometer with a size less than 200~300${\mu}{\textrm}{m}$ has been realized. Over the past four or five years, numerical modeling of microsensors and microstructures has gradually been developed as a field of microelectromechanical system(MEMS) design process. In this paper, we study some of the micromachining processes of single crystal silicon(SCS) for the microaccelerometer, and their subsequent processes which might affect thermal and mechanical loads. The finite element method(FEM) has been a standard numerical modeling technique extensively utilized in structural engineering discipline for component design of microaccelerometer. Temperature rise sufficiently low at the suspended beams. Instead, larger temperature gradient can be seen at the bottom of paddle part. The center of paddle part becomes about 5~2$0^{\circ}C$ higher than the corner of paddle and suspended beam edges.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.637-640
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• 2005

In this paper, we investigate the characteristics of a piezoresistive AFM cantilever in the range of $0\~30{\mu}N$ by using nano force calibrator (NFC), which consists of a high precision balance with resolution of 1 nN and 1-D fine positioning stage. Brief modeling of the cantilever is presented and then, the calibration results are shown. Tests revealed a linear relationship between the probing force and sensor output (resistance change), and the force vs. deflection. From this relationship, the force constant of the cantilever was calculated to 3.45 N/m with a standard deviation of 0.01 N/m. It shows that there is a big difference between measured and nominal spring constant of 1 N/m provided by the manufacturer s specifications.