일반기술

고정밀 실리콘 유량센서

본 기술은 실리콘 유량센서 중 열전효과(thermoelectric effect)를 이용한 것으로 센서의 감도를 극대화시키기 위해 열차단 효과가 우수하고 기계적 신뢰성이 높은 실리콘 산화막과 질화막 다층박막 맴브레인 위에 발열체인 히터 저항과 감지체인 열전쌍의 고온 접합부(hot junction)를 대칭적으로 배치한 구조이며, 열전쌍의 냉접합부(cold junction)는 열전달이 우수한 실리콘 프레임 위에 위치한다.기 개발된 실리콘 유량센서들은 높은 감도를 얻기 위하여 지벡효과가 큰 알루미늄/폴리실리콘, 도핑된 실리콘 계열의 열전쌍을 사용하지만 재료의 전기저항이 크기 때문에 측정시 열잡음이 커지는 문제점이 있어 고정밀 유량측정에는 활용에 한계가 있었다. 본 기술은 이러한 문제점을 극복하기 위하여 지벡효과가 적당하면서 전기저항이 작은 우수한 감지체 재료(Bi-Sb, chromel-alumel)를 사용하여 고정밀 유량센서에 활용할 수 있는 방법을 제안하였으며, 이를 실제 설계제작 하고 특성을 평가하여 고정밀 1-D 유량센서 및 2-D 유량센서에 적용가능 함을 보였다.* 기술의 장점 및 기대효과- 재현성 ±0.1% 이하의 우수한 특성- 2-D 배치가 가능하여 유속 벡터 측정이 가능- 가스, 온도, 유량, 압력센서를 통합한 다기능 멀티센서로의 컨버전스 가능 - 현재 전량 수입에 의존하는 반도체 공정용 MFC 대체 가능- 고정밀 기준기급 유량센서 대체 가능- 반도체 공정과 호환성이 있어 대량생산 및 가격저렴화에 유리- 센서, 신호처리회로, 통신회로를 집적화 가능하여 시스템 소형화에 유리