| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 봄 (05/21 ~ 05/22, 무주리조트) |
| 권호 | 15권 1호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | 마이크로 플랫폼과 SnO2 나노와이어를 이용한 메탄 감지용 가스 센서 제조 |
| 초록 | 가정의 부엌에서 빈번히 사용되는 LNG가스의 누출을 사전에 감지하기 위하여는 알코올, 수분 등 다른 가스와 증기의 영향을 덜 받는 선택성이 높으면서 장기적으로 사용될 수 있는 가스 센서의 개발이 필요하다. 일반적으로 가스 센서에서 선택성과 장기 구동 특성을 높이기 위하여 사용되고 있는 방법 중에는 감지재료의 특성을 개선시키기 위하여 귀금속 등 특정한 원소를 첨가하거나 도핑하는 방법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 이와 같은 감지 재료의 특성 개선에 앞서, SnO2의 나노선을 VLS기구를 이용하여 제조한 후, 마이크로 플랫폼 상에 도포 및 열처리하여 메탄 센서용 가스 센서를 제조하는 공정에 대하여 조사되었다. 마이크로 플랫폼 제조를 위하여, P-Type 4" wafer 위에 2 ㎛ 두께의 SiNx 절연막이 LPCVD를 이용하여 증착되었고, 30 nm의 Ti와 300 nm의 Pt가 진공 증착되었다. 그 후 Micro Heater를 만들기 위해 패터닝되었고, Heater와 Electrode 사이의 절연을 위한 절연막이 잔류 응력을 고려하여 SiO2, SiNx, SiO2 순으로 증착되었다. 그 후 감지 전극으로 사용하기 위하여, Ti 30 nm와 Pt 300 nm를 증착한 후 전극 패터닝이 이루어졌다. Membrane 형성을 위해 배면 실리콘을 부분적으로 KOH용액을 이용하여 식각되었다. 이와 같이 제조된 마이크로 플랫폼은 IR Thermometer를 이용해 온도대비 인가전압 및 소비전력이 측정되었다. 감지재료의 경우에는, VLS 공정을 이용하여 SnO2 나노선이 제조되었는데, 나노선 성장을 위한 촉매 물질로는 5 nm의 Au를 Si Wafer (111)상에 증착하여 사용되었으며, 나노선의 원료 물질은 Sn powder를 증발 시킨 상태에서 일정한 온도로 가열된 furnace에 30분간 Ar gas 주입 후, 이어서 O2 gas를 주입시킨 후 1.5 hour를 유지시켜 SnO2 나노선이 제조되었다. 다양한 조건으로 제조된 나노선은 FESEM, XRD 등을 통해 미세 구조가 분석되었다. 이후 제조된 SnO2 나노선를 마이크로 플랫폼상의 감지 전극에 도포하여 마이크로 메탄 센서를 제조하고, 메탄 가스에 대한 반응성 및 반복 감지 특성에 대한 실험이 실행될 예정이다. 차후, 제조된 SnO2 나노선의 표면을 modification하여 가스 감지 특성을 향상 시키는 연구가 수행될 예정이다. 감사의 글 본 연구는 지식경제부의 “차세대 지능형 정보전자핵심사업”의 지원을 통해 수행되었습니다. 일부 연구비는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행되었습니다 [2006-S-078-04, 나노선 나노튜브를 이용한 환경 검지 경보 시스템]. 연구비 지원에 감사드립니다. |
| 저자 | 노봉현1, 박준식2, 조영창2, 조남규2, 박순섭2, 이인규2 |
| 소속 | 1한국항공대, 2전자부품(연) |
| 키워드 | SnO2; 나노선; 메탄; 센서; 마이크로플랫폼 |
