실리콘 압력센서

소개

실리콘 기반 정전용량형 압력센서에 관한 정리 입니다.

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본문내용

기본적인 물리량 중 하나인 압력을 감지해서 전기신호로 변환시키는 목적의 압력센서는 크게 세 가지로 분류된다. 기계적 압력센서, 전기식 압력센서, 반도체식 압력센서가 그것이다.
그 중 반도체식 압력센서는 압저항형, 정전용량형, 광학형, 압전형으로 나눌 수 있는데, 가장 많이 쓰이는 것이 압저항형과 정전용량형이다.
이번 조사에서는 정전용량형을 조사하고 발표했는데, 실리콘을 기반으로 한 압력센서이다.
정전용량형 압력센서에서는 실리콘이 다이어프램이나 기판으로 사용되었는데, 그 이유는 우선 자연의 모래에서 산화규소 형태로 쉽게 구할 수 있을 만큼 풍부해 값이 저렴하며, 수용성이 없어 공정에 유리하다. 또한 전기전도성면에서 우수할 뿐 아니라 복원력이 매우 좋은 탄성체로 기계적인 특성 또한 뛰어난 재료로써 이 정전용량형 압력센서에 많이 쓰인다.
MEMS와 같은 미세가공 기술에서도 용이한 것은 두말 할 것도 없다.
이 정전용량형 압력센서는 압저항형 압력센서에 비해 입력전압이 따로 필요치 않으므로 전력 손실이 적고 높은 안정성과 민감도를 가지고 있다.
기본적인 구조는 고정전극과 다이어프램이 있어 두 전극판으로 이용되며 그 다이어프램에 외부 압력이 가해지면 다이어프램의 변위가 일어나고 그로인해 전극간 거리의 변화로 인한 캐패시턴스 변화를 이용하여 전기적 신호를 검출한다.

참고자료

· 1. <논문>Study on electro-mechanical characteristics of array type capacitive pressure sensors with stainless steal diaphragm and substrate ( 이흥식, 장성필, 조종두 )
· 2. <논문>The technical trend of micro-pressure sensors ( 정귀상 )
· 3. <논문>Design and Fabrication of capacitive pressure sensor( 정귀상, 이승준, 김병태, 권영수 )
· 4. <KISTI 보고서> 실리콘 압력센서 ( 이형철 )
· 5. <보고서>The TU-Berlin Sensor glove
· ( Frank Hofmann / Jürgen Henz )
· 6. <보고서>Microstructure technology 1 ( Jonas Jonsson )