자동차용 엔진 MAP Sensors cell 개발

崔時永 경북대학교 센서기술연구소 1977 연차보고서 Vol.1997 No.-

SDB 웨이퍼를 이용하여 절대압 압력센서를 제조하였다. 센서의 구조는 두 개의 휫스톤 브릿지 회로와 다이아프램으로 구성되어있다. 두 개의 휫스톤 브릿지중 하나는 다이아프램의 가장자리에 위치하고, 다른 하나는 다이아프램의 가운덴 부분에 위치한다. 다이아프램의 공극은 10^-5 Torr의 진공에서 형성시켜 공극안의 공기로 인한 압력센서의 감도에 미치는 온도효과를 줄였다. 이것은 압력센서의 온도보상에 대한 부수적인 방법이다. 본 실험의 주된 온도 보상법은 두 브릿지의 오프셋 전압의 차를 이용한 방법이다. 이 방법을 이용하여 22 ∼ 100℃ 범위에서 온도 영향을 80 % 이상 보상할 수가 있었다. The absolute pressure sensor using SDB wafer has been fabricated. The structure of the sensor consists of two Wheatstone bridges and a diaphragm. One of the two Wheatstone bridges is located on the edge of diaphragm, and the other is located on the center of diaphragm. The diaphragm cavity is sealed in vacuum (∼10^-5 Torr) to reduce the effect of temperature due to the vapor in the cavity on the sensitivity of pressure sensor. This is the minor method of temperature compensation method. In this experiment the main compensation method is to use the differrence of the two bridge offset voltages. In this method the temperature effect in the range of 22 ∼ 100 ℃ was compensated over 80 %.

자동차용 엔진 MAP Sensor 개발

최시영 경북대학교 센서기술연구소 1996 연차보고서 Vol.1996 No.-

SDB(silicon direct bonded) 웨이퍼를 이용하여 자동차 엔진내의 압력을 감지할 수 있는 절대압 MAP센서를 제조하였다. Cell의 감지 압력범위는 절대압으로 15 ∼ 102㎪이므로 제조된 센서의 다이아프램 공극을 진공으로 유지시킬 필요가 있다. 따라서 10^-5torr의 압력 하에서 유리와 정전 접합하였다. 이것은 고온에서의 vapor효과를 줄여서 온도의 영향을 조금 줄여준다. 본 센서는 다이아프램위에 하나의 wheatstone bridge로 구성되어있다. DC 5V 구동 전압을 인가했을 때 제조한 센서의 감도는 30.4㎶/V㎜Hg, 오프셋 전압은 30.6㎷ 이었다. 압저항이 온도에 대한 강한 의존성을 나타내므로 저항의 정확한 조절을 구현하여 소자내 저항의 균일성을 이루고, 외부 측정회로의 시스템화를 구현하여 신호처리를 한다면 보다 나은 특성을 가질 수 있다. 따라서 자동차용 엔진 MAP Sensor로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. The automobile engine absolute pressure MAP sensor using SDB( silicon direct bonded) wafer is fabricated. This sensor must operate normally in the range of 15 ∼ 102㎪ for absolute pressure. Thus the sealed diaphragm cavity was anodically bonded to pyrex 7740 glass under the condition of ∼10^-5torr, at 400℃. Not only this enables absolute pressure to be detected but also reduces the effect of the vapor in the cavity on the temperature. This is the minor method of temperature compensation methods. The structure of the sensor consists of a Wheatstone bridge and diaphragm. The sensitivity of developed sensor was 30.4㎶/V㎜Hg for 760㎜Hg absolute pressure range and offset voltage was 30.6㎷. When temperature compensation is accomplished, this sensor can be used for automobile engine absolute pressure MAP sensor.

CCNR回路를 利用한 負値 커패시턴스回路

崔時永 경북대학교 공과대학 1977 工大硏究誌 Vol.6 No.-

A negative-valued capacitance circuit with a CCNR circuit is proposed. it is shown that the reactance of the negative-valued capacitance of the circult is i(k)/(wCn) and the analysis of a proposed equivalent circuit model is in good agreement with the experimental results. This circuit is available for an inductive reactance elements in frequency range from 1 kHz to 20 kHz.

BaCrO_4 磁器의 感濕特性

崔時永 慶北大學校 1980 論文集 Vol.29 No.-

The BaCrO_4 humidity sensors were fabricated and their characteristics have been investigated. The electrical resistance of the sensor varied linearly in semi-logarithmic scale from 6×10 exp (8) Ω to 8×10 exp (5) Ω as relative humidity varied from 20% to 95%. The mechanism of humidity variation of sensors were interpreted in terms of the porosity and grain size of sintered body.

CdSe 薄膜트랜지스터의 製造

崔時永 慶北大學校 産業開發硏究所 1980 硏究報告 Vol.8 No.-

The CdSe thin film transistors with SiO gate insulation layer have been fabricated with vacuum evaporation technique. The charateristics and the machanism of these TFT were similar to those of MOSFET. The activation energy for mobility and carrier mobility of the TFT were O.13eV and 115㎠/v-sec respectively.

고주파 가열기를 이용한 PZT와 연결기판의 접합기술

이종현,최시영 경북대학교 센서기술연구소 1998 센서技術學術大會論文集 Vol.9 No.1

In this study, we developed a technology to bond the PZT with connection board, which is a core technology for the fabrication of medical micro high frequency sensors. Two technologies were adopted, one is bonding of In using thermal heating, and the other is bonding of Pb using a high frequency heating machine. In case of that vial heating, bonding was failed because of oxidized In surface. But, when a high frequency heating machine be used, it shown a good bonding characteristics at various experimental conditions and thickness of electrode materials.

첨단 수송장비용 센서 및 응용시스템 개발

朴世光,崔時永,全國鎭,李光萬 경북대학교 센서기술연구소 1997 연차보고서 Vol.1997 No.-

자동차의 안전성 향상과 편리성은 정밀한 기계적 시스템과 첨단 전자 시스템의 조화에 의한 것이다. 현재 자동차의 전자 시스템 중 엔진의 고효율을 위해 엔진유입 공기량, 실린더의 압력, 엔진의 회전수 등을 검출하는 센서부와 사고의 원인인 타이어 펑크를 모니터링하는 시스템이 첨단 수송 장비의 핵심 부품이다. 따라서 이를 개발하기 위해서 1) 자동차용 Air Flow Sensor, 2) 자동차용 엔진 MAP Sensor, 3) 멀터센서 모니터링 시스템, 4) 자동차 실내 환경제어용 센서시스템 개발을 위한 연구를 수행하였다. 자동차용 엔진 공기유량센서를 제작하기 위해서 유한차분법과 SPICE로 시뮬레이션을 수행하고 이 결과로 센서를 설계하였다. 센서의 저항체를 제작하기 위해서 백금박막을 제작하고 각각 조건별로 특성을 조사하여 패터닝이 잘되고 저항값이 크고 온도계수가 큰 조건을 선택하여 센서를 제작하였다. 센서는 lift-off법으로 백금을 패터닝하고 PI-2723을 보호막으로 사용하였다. 구동회로는 정온도형으로 동작하도록 피이드백 회로를 사용하였고, 기준유량계 출력과 일치하도록 피이드백 회로의 출력전압을 증폭하였다. 유체의 온도와 유량을 변화시킬 수 있는 실험장비를 제작하고 기준유량계와 제작한 유량계의 출력을 동시 측정하여 실험결과를 비교하였다. 유량에 대한 실험에서는 증폭한 출력전압은 기준유량계 출력과 거의 일치하였고, 스텝응답과 과도응답에서도 기준유량계 출력과 거의 일치함을 보았다. 자동차용 엔진 MAP Sensor의 연구에서는 SDB 웨이퍼를 이용하여 절대압 압력센서를 제조하였다. 센서의 구조는 두 개의 휫스톤 브릿지 회로와 다이아프램으로 구성되어있다. 두 개의 휫스톤 브릿지중 하나는 다이아프램의 가장자리에 위치하고, 다른 하나는 다이아프램의 가운데 부분에 위치한다. 다이아프램의 공극은 10^-5 Torr의 진공에서 형성시켜 공극안의 공기로 인한 압력센서의 감도에 미치는 온도효과를 줄였다. 이것은 압력센서의 온도보상에 대한 부수적인 방법이다. 본 실험의 주된 온도 보상법은 두 브릿지의 오프셋 전압의 차를 이용한 방법이다. 이 방법을 이용하여 22 ∼ 100℃ 범위에서 온도 영향을 80 %이상 보상할 수가 있었다. 멀티센서 모니터링 시스템 연구에서는 첨단 수송장치용에 적합한 직접 디지털 출력을 갖는 압력 센서와 온도 센서를 멀티 센서에 적합한 형태로 제작하였다. 압력 센서는 PR 희생층과 금속 구조층으로 하는 표면 마이크로머시닝 기술을 이용하여 제작하였으며, 온도 센서는 n-well CMOS 공정을 이용한 substrate PNP BJT 트랜지스터를 이용하여 제작하였다. 이 두 센서를 함께 제작할 수 있는 공정을 개발하였으며 각각소자에 대하여 측정 셋업을 구성하여 측정하였다. 직접 디지털 압력 센서의 출력에 대한 기본적인 동작 특성을 확인하였으며, 제작된 온도 센서의 감도는 1.57 ㎷/℃ 이다. 자동차 실내환경제어용 센서시스템 개발에서는 표준 CMOS 공정기술과 실리콘미세가공기술을 이용하여 자동차 실내환경 제어용 센서시스템을 개발하기 위하여 마이크로 가스유량센서와 습도센서를 설계하고 제조공정을 수행하였다. 가스유량센서의 경우 설계된 칩의 크기는 3 × 3 ㎟이고, 히터 좌우에 6 쌍의 n-poly/p-poly 열전대를 구성하였다. 습도센서의 경우 칩의 크기가 0.8 × 1.2 ㎟이고 단일 n-poly 실리콘히터로만 구성되어 있는 매우 간단한 구조를 하고 있다. 최소의 열용량과 기판 및 페케지를 통한 열손실을 최소화하기 위하여 열적 및 기계적 특성이 우수한 NON 구조의 브릿지형 다이아프램을 실리콘 미세가공 기술을 이용하여 구현하였다. 또한 NON절연막의 열전도특성을 연구하기 위한 측정소자를 설계·제작하고 그 특성을 측정 중에 있다. 마이크로 습도센서의 동작원리를 기술하고 마이크로 열센서를 구동하게 될 구동회로를 설계·검증하고 있으며 CMOS 회로화 하여 센서와 함께 집적된 센서시스템을 구현할 것이다. The improvement of safety and convenience in motor car lies on the harmony of a minute mechanical system and high-tech electric system. Nowadays the core part of the high-tech transport equipment is the system and the sensor part. The system monitors the flat tire that causes accidents and the sensor part detects the air amount of a engine intake, the pressure of the cylinder and the turn number of an engine for high efficiency of engine in car electronic system. In order to develop it, therefore we have studied 1) an air flow sensor for car engine, 2) a pressure sensor for car engine, 3) the system monitoring pressure of car tire. We designed air flow sensor in use of a finite different method and SPICE simulation to make it. In order to make resistors in the sensor, we made platinum thin film and then we tested the characteristics of the thin film in various conditions. So we chose the condition which is patterning better, higher resistor value and higher temperature coefficient. The sensor of platinum thin film was patterned by lift-off method and passivated with PI-2723. We used the feedback circuit to make an operation circuit drive in constant temperature. We amplified the output voltage of the fabricated sensor in accordance with that of a reference flowmeter. We made an equipment to change fluid temperature and flow. We measured the output of the reference flowmeter and the fabricated flow sensor simultaneously, and compared them. In the experiment, the amplified output voltage nearly agree to the output of the reference flowmeter. The absolute pressure sensor using SDB wafer has been fabricated. The structure of the sensor consists of two Wheatstone bridges and a diaphragm. One of the two Wheatstone bridges is located on the edge of diaphragm, and the other is located on the center of diaphragm. The diaphragm cavity is sealed in vacuum(∼10^-5 Torr) to reduce the effect of temperature due to the vapor in the cavity on the sensitivity of pressure sensor. This is the minor method of temperature compensation method. In this experiment the main compensation method is to use the differrence of the two bridge offset voltages. In this method the temperature effect in the range of 22 ℃ ∼ 100 ℃ was compensated over 80 %. We produced a pressure sensor and a temperature sensor, which are suitable for a multi sensor, and have the direct digital output suitable for an advanced transporting equipment. The pressure sensor was fabricated using a surface micromachining technique with a sacrificial PR layer and a structural metal layer. The temperature sensor was fabricated using a substrate PNP BJT made by use of an n-well CMOS process. We developed the process that could produce these two sensors together, organized and estimated the setup about each element. The basic operating characteristics are identified about the direct digital output of the pressure sensor, and the sensitivity of the produced temperature sensor is 1.57㎷/℃ Micro gas-flow sensor and humidity sensor were designed and fabricated using a standard CMOS process technology and silicon micromachining techniques for an Interior Environment of Automotive. The chip size of designed gas-flow sensor is 3 × 3 ㎟ with six pairs of n-poly/p-poly thermocouples around the heater. For the case of the humidity sensor, the size is 0.8 × 1.2 ㎟ with single n-poly silicon heater and simplicity. A bridge type diaphragm of NON structure having an excellent mechanical and thermal properties, was implemented by silicon anisotropic etch. The thermal properties of NON insulator is investigating using by the measurement device that was designed and made specially. The operating principle of micro humidity sensor was described and the driving circuits of the micro thermal sensors were designed and verified. The circuits in CMOS will be integrated into the sensor system with the thermal sensor.

a-SiN:H/a-Si:H구조의 a-Si:H MODFET의 제조

강석진,최시영 경북대학교 센서기술연구소 1992 센서技術學術大會論文集 Vol.3 No.1

PECVD μc-Si:H 막을 이용한 박막트랜지스터의 제조

문교호,최시영 경북대학교 센서기술연구소 1994 센서技術學術大會論文集 Vol.5 No.1

Top gate μc-Si:H TFTs were fabricated and the electrical charactristics were analyzed using current-voltage measurements. μc-Si:H films were deposited by PECVD at the various condition such as hydrogen dilution ratio, temperature and RF power density. Then we studied their electrical and optical properties. In this study, field effect mobility of TFT was 0.94cm^(2)/Vs and-on/off was ~10^(4) and threashold voltage was 5.06V.

컴퓨터를 이용한 압저항형 압력센서의 온도보상

김우정,박상준,최시영,이우일 경북대학교 센서기술연구소 1990 센서技術學術大會論文集 Vol.1 No.1

A silicon pressure sensor made of a full bridge of diffused resistors was designed and fabricated using semiconductor integrated circuit process. Thin diaphragms with 30 μm - thick were obtained using anisotropic wet chemical etching technique. However, our device showed strong temperature dependence. A computer system was used to compensate for the temperature dependence of the pressure sensor. Interporlation using polynomial functions was shown to be a useful technique for the calibration and compensation of this device. This system offered a maximum error of ±0.005 kgf/cm^(2). Our results show that we could develop an accurate sensor over a wide temperature range ( -20℃ ~ 60℃ ).