실리콘 공정 기술을 기반한 초박막의 절연멤브레인 상에 미세한 히터, 온도 센서 및 미세 전극을 설계 및 제작하는 것을 특징으로 하는 마이크로히팅플랫폼으로 마이크로 가스 감지 장치 구현을 위해 요구되는 핵심 공정 기술이다.
자동차 혹은 실내 환경에서 발생하는 휘발성유기 화합물 (Volatile Organic Compounds, VOCs)들은 새집증후군의 주 원인으로, 작게는 졸음, 질병을 유발하거나 혹은 암 발생의 원인이 되고 있다. 반도체 공정을 이용한 실리콘 기반의 반도체식 마이크로 가스 센서의 경우는 제한된 면적에서 휴대형으로 단순하고 손쉽게 VOCs 등을 모니터링하는 것이 가능하여 많이 사용되고 있다. 여기서, 가스 반응을 위해 온도를 올려주는 것이 필요한데, 이에 핵심되는 부품이 마이크로히팅플랫폼 이다. 본 마이크로히팅플랫폼은 이와 같은 마이크로 가스센서에 적용될 수 있도록, 미세 가열, 온도 보정, 및 미세 구조체 형성 등 관련 기술을 제공하는 것이다.
이의 제작을 위해서는 잔류 응력이 줄인 멤브레인 조건 계산, 포토리소그래피 공정을 이용한 미세패턴 형성, 호환성이 있는 반도체 공정 방법, 구성 부품특성평가 방법 등 관련 제작 방법을 제공하는 것이다. 진단을 할 수 있는 플랫폼을 제공함으로 건강 모니터링에 필수적인 도구로 판단됨.
본 기술의 특징은 자동차 실내 모니터링 등 환경 가스 모니터링용 가스 센서 응용에 목적으로, 센서에 미세 온도 기능을 제공하는데 사용되는 마이크로히팅플랫폼 제작 기술으로써, 반도체 공정을 이용하여 잔류 응력을 줄이도록 설계된 멤브레인 구조체 상에 미세히터, 온도센서, 미세 전극이 집적되어 구현되는 것을 특징으로 한다. 배터리 구동이 가능할 정도의 전력소모를 가지고 정밀한 온도 측정이 가능하면서, 반도체 공정을 이용하여 정밀 대량 생산이 가능한 기술적 장점이 있다.
- 마이크로히팅플랫폼용 멤브레인 제작 기술
. 잔류 응력 최소화 계산 기술
. 멤브레인을 구성하는 절연박막 증착 기술
. KOH 습식 식각을 통한 멤브레인 형성 기술
- 마이크로히터, 온도센서, 전극 제작 기술
. 포토리소그래피 기술
. 박막 증착 기술
. 식각 기술
. 포토마스크 제작 기술
- 마이크로히터, 온도 센서 측정 기술
. 전류-전압 특성 평가 기술
. 온도 센서의 저항온도계수 평가 기술
. 전열 특성 평가 기술
- 전열 특성 평가 기술
. 온도-소모 전력 특성 평가 기술
국내외 출원 특허 실시권 2건, TM/TDP 6건, 칩설계CAD파일 2건, 공정도 1건
적용분야
- 자동차 실내 환경 모니터링
- 대기 환경 모니터링
- 작업장 환경 모니터링
- 농산물 원산지 판별
- 유해 가스 모니터링
- 질병 조기 진단
기대효과
본 기술 이전은 유비쿼터스 헬스 케어를 구현하기 위한 기술 중 하나인 환경 모니터링용 가스센서의 핵심 부품인 마이크로 히팅 플랫폼에 대한 것으로 기술 이전을 통한 상용화로 유비쿼터스 헬스케어 및 자동차 실내환경 모니터링 시장을 창출하고 산업을 육성하는 데 도움이 될 것으로 예상된다.