일반기술

은/염화은 전극구조를 갖는 MEMS PH 센서 및 그 센서의 형성방법

1. 기술의 개요 목적 : MEMS 공정을 이용한 초소형 pH 센서의 Ag/Agcl 전극에서 Ag 용출문제를 해결하기 위하여 pH sensor의 수명을 향상하고 측정의 안정도를 높이기 위한 방법 및 구조에 관한 내용이다 구성 : Ag/Agcl 구조를 별도의 실리콘 웨이퍼상에 형성하고 이를 MEMS pH sensor 구조에 부착하는 방법을 사용한다 효과 : 초소형 MEMS pH 센서의 전극부의Ag 용출의 문제점을 해결하고 사용수명 및 특성을 향상 시키기 위하여 기존의 pH sensor의 구조와 별도로 실크 프린팅을 이용한 Ag/Agcl 박막을 형성하여 pH sensor와 부착하여 사용하도록 하였으며 이를 통하여 기존의 MEMS pH sensor에 비하여 측정수명이 연장되며 특히 측정의 안정도가 향상되는 장점을 가져온다. 이와 같은 개선과정을 통하여 MEMS pH 센서의 적용분야 확대 및 사용량이 증가할 것으로 판단된다.2. 기술의 특징 증착(evaporation) 공정에서 얻을 수 있는 최대의 박막두께는 대체적으로 수 um 정도로 제한된다. 이는 박막형성을 위한 진공챔버 내부에서 증착물질이 박막을 이루는 과정의 한계에 해당하며 이를 초과하는 박막의 경우는 균일도 및 막의 치밀도가 떨어지므로 요구되는 박막의 성질을 지니기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하여 용출에 효과적으로 대응이 가능한 Ag/Agcl 전극을 만들기 위하여 pH sensor 구조물과 별도의 실리콘 웨이퍼상에 실크 프린팅을 이용하여 10 ~ 20um 의 Ag 박막을 형성한다. 이때 사용되는 실크 프린팅 방법은 Ag paste 를 이용하여 실크 스크린을 통해 전극을 형성하는 것으로서 대개 수십 um 정도의 두께를 지니는 pattern을 얻을 수 있다. 이처럼 후막으로 구성된 Ag 전극을 MEMS pH sensor의 pattern과 동일하게 에칭한 후 전기 분해법을 이용하여 표면에Agcl 을 형성하여 Ag/Agcl 전극을 얻는다. 이와 같이 구성된 Ag/Agcl 전극은 기존의 박막전극의 두께의 10~20 배의 두께를 지니므로 kcl 용액중의 Ag 용출에 대하여 저항하는 시간이 길어지며 이를 통한 MEMS pH sensor의 측정 수명연장 및 안정도향상에 기여 할 수 있다.