KR101431625B1 - 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치 - Google Patents
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Abstract
위험물질 감지를 위한 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서는, 기판과, 기판에 형성되는 제1 전극, 기판 상에서 제1 전극과 이격된 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극의 자유단에 형성되는 탄소나노튜브 배열 및 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극 일면에 코팅 처리된 반응물질을 포함하고, 반응물질은 감지대상물질과의 화학적 반응으로 수축 또는 팽창될 수 있으며, 반응물질의 수축 또는 팽창에 따라 반응물질이 코팅 처리된 전극이 기계적으로 변위 되고 상기 탄소나노튜브 배열 간 접촉 저항이 변화하는 것을 구성의 요지로 한다.
Description
본 발명은 위험물질 감지센서에 관한 것으로, 상세하게는 화학-기계적 변환 방식의 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치에 관한 것이다.
고갈되어 가는 기존의 석유, 석탄과 같은 화석연료를 대체할 에너지원을 찾기 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. 그 중 관심을 받고 있는 것이 수소 에너지이다.
수소는 프로판 가스보다 세 배 정도 많은 에너지를 내는 것으로 알려져 있으며, 연소 처리해도 반응물로서 물만 배출되기 때문에 사용 시 오염이 없는 청정 에너지라는 장점을 가지고 있다.
그러나 수소는 미세한 농도로 공기 중에 노출되어도 폭발 및 발화의 위험성이 매우 크다. 때문에 수소의 운반 및 저장 시 미량의 수소 누출을 조기에 감지하여 경고 할 수 있는 수소 감지장치가 필수적이다.
이를 위해 수소 감지를 위한 연구들이 다양한 형태로 수행되고 있으며, 대표적인 예로서 팔라듐이 수소와 반응하여 발생하는 부피 팽창을 이용하는 화학-기계적 에너지 변환 방식의 수소 감지장치를 들 수 있다.
화학-기계적 에너지 변환 방식의 수소 감지기는 일괄공정을 통한 대량생산이 가능하며, 상온에서 수소 감지가 가능하여 전력 소모가 적고 빠른 응답 속도를 가지며, 민감도가 높다는 장점이 있다.
이는 주로 다양한 공정을 통하여 제조된 팔라듐 나노갭이 수소와 반응할 때 팽창하여 기계적으로 연결되고, 그로 인해 발생하는 전기적 신호를 읽어냄으로써 수소를 감지하는 원리를 이용한다.
이때 팔라듐이 팽창하는 정도는 수소의 농도에 비례하는데, 매우 낮은 농도의 수소에 팔라듐이 노출될 때 팔라듐의 팽창 정도가 극히 미미하여 나노갭이 연결되지 않는 문제가 있고 구성이 복잡한 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 단순한 구성이면서도 저농도 감지분위기에서 민감도가 높은 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치를 제공하고자 하는 것이다.
과제 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 기판에 일측이 고정된 제1 전극; 기판에 일측이 고정되고 기판 상에서 제1 전극과 이격된 제2 전극; 제1 전극과 제2 전극의 기판에 고정된 부분의 반대편 쪽 자유단에 형성된 탄소나노튜브 배열; 및 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극 일면에 코팅 처리된 반응물질;을 포함하고,
반응물질은 감지대상물질과의 화학적 반응으로 수축 또는 팽창될 수 있으며, 반응물질의 수축 또는 팽창에 따라 반응물질이 코팅 처리된 전극이 기계적으로 변위 되고 상기 탄소나노튜브 배열 간 접촉 저항이 변화하는 위험물질 감지센서를 제공한다.
일 측면에서 상기 제1 전극과 제2 전극 간 배치방향이 서로 평행하며 자유단의 위치가 같은 구성일 수 있다.
이때 상기 제1 전극과 제2 전극의 마주하는 어느 한 면에 반응물질이 코팅처리 된 구성 또는 제1 전극과 제2 전극의 마주하는 면 모두에 반응물질이 코팅처리 된 구성일 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제1 전극과 제2 전극의 마주하는 면 반대쪽에 있는 면 중 어느 한 면에 반응물질이 코팅처리 된 구성 또는 상기 제1 전극과 제2 전극의 마주하는 면 반대쪽에 있는 면 모두에 반응물질이 코팅처리 된 구성일 수 있다.
이때 상기 제1 전극과 제2 전극 자유단에 형성된 탄소나노튜브 배열은 서로 접촉하여 일정 중첩구간을 형성한 구성이거나 서로 일정 간극을 두고 이격된 구성일 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 제1 전극과 제2 전극 간 배치방향이 서로 직교하며 각각의 자유단은 두 전극이 수직으로 만나는 교차점 위치에 존재하는 구성일 수 있다.
이 경우 서로 직교하는 두 전극 자유단의 탄소나노튜브 배열의 배열방향은 수평이며, 두 전극 중 수직으로 배치된 전극의 어느 한 일면에 반응물질이 코팅처리 될 수 있다.
이때에도 상기 제1 전극과 제2 전극 자유단에 형성된 탄소나노튜브 배열은 서로 접촉하여 일정 중첩구간을 형성하도록 구성한다.
일 측면의 감지센서에 적용된 반응물질은 수소와 반응하는 팔라듐(Pd)일 수 있다.
이와는 다르게, 일 측면의 상기 감지센서에 적용된 반응물질은 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
과제 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,
(a) 리소그래피를 이용하여 SOI (Silicon-on-insulator) 기판 상부의 소자 제작층에 감광제를 패터닝하고, 기판 하부의 핸들링층에는 알루미늄을 증착한 뒤 리소그래피 후 식각 공정을 통하여 알루미늄 마스크를 형성하는 단계;
(b) 심도반응성이온식각 공정을 이용하여 상기 소자 제작층을 식각해 제1 전극과 제2 전극으로 구분되는 전극 구조를 형성하고 알루미늄 마스크가 형성된 핸들링층을 식각하며, 감광제와 알루미늄 마스크 및 기판 중간층(이산화규소)를 습식 식각으로 제거하는 단계;
(c) 쉐도우마스크를 정렬하여 상기 소자 제작층 식각을 통해 형성된 제1전극과 제2 전극의 마주하는 일측 단부에 탄소나노튜브의 합성에 이용될 철 촉매를 기상 증착하고, 철 촉매 상에 탄소나노튜브를 합성하는 단계; 및
(d) 쉐도우마스크를 정렬하여 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극 일면에 반응물질을 증착하는 단계;를 포함하는 위험물질 감지센서 제조방법을 제공한다.
여기서 상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계에서 아세틸렌을 전구물질로 이용한 열화학기상증착을 통해 탄소나노튜브를 일괄 배열할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계에서 집속이온빔을 이용한 패터닝 후 합성을 통해 단위 탄소나노튜브 간 접촉이 집적된 형태로 합성할 수도 있다.
다른 측면의 제조방법에 적용되는 상기 반응물질은 팔라듐(Pd)이며, 전자빔 증착, 기상 증착(sputter), 도금 중 선택된 어느 하나의 방법을 통해 전극 일면에 증착 처리할 수 있다.
또한, 다른 측면의 제조방법에 적용되는 상기 반응물질은 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 중 선택된 어느 하나이고, 기상 증착(sputter), 도금, 스핀코팅 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용해 전극 일면에 증착 처리할 수 있다.
과제 해결 수단으로서 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,
전원공급을 위한 전원부; 감지대상물질과의 화학적 반응에 의한 반응물질의 수축 또는 팽창에 따라 반응물질이 코팅 처리된 전극이 기계적으로 변위 되고 탄소나노튜브 배열 간 접촉 면적이 변화하는 일 측면에 따른 위험물질감지센서로 이루어진 센싱부;
센싱부에서 검출된 전류의 크기로부터 계산된 저항 값의 변화를 통해 감도(sensitivity)를 계산하고 미리 입력된 기준 감도와의 비교를 통해 위험물질 감지 여부를 판단하는 연산 처리부; 및
연산 처리부 판단 결과 위험물질이 감지된 것으로 판단된 때 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출부;를 포함하는 실시간 위험물질 경보장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반응물질이 코팅 처리된 전극의 기계적 변위에 대해 매우 민감한 저항 변화 특성을 갖는 탄소나노튜브 배열을 감지부로 적용하여 센서를 구성함으로써, 감지대상물질이 극히 낮은 농도로 분포하는 경우라도 전극 변위에 따른 탄노나노튜브 배열 간 접촉 저항 변화를 이용해 이를 정확하게 감지할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예와 같이 팔라듐을 반응물질로 적용한 경우, 팔라듐이 수소와 반응하여 물리적 팽창이 발생했을 때 전극의 기계적 변위에 따른 상기 탄소나노튜브 배열 간 미세한 접촉 면적 변화와 그에 따른 저항 값 증감을 이용해 수소를 감지함으로써, 저농도 수소 분위기에 노출되더라도 이를 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 상온에서 물질 감지가 가능하므로 전력 소모가 적고, 구성이 간단하면서 일괄공정을 통해 제조 가능하므로 대량 생산에 있어 유리하며, 외부에서 발생한 변위에 대해 매우 민감한 저항 변화를 갖는 탄소나노튜브 배열을 갖는 감지센서를 센싱부로 적용하는 것을 통해 고성능의 위험물질 경보장치를 구현할 수 있다는 장점 또한 있다.
더욱이, 전극에 증착시키는 반응물질의 종류에 따라 감지대상물질이 달라질 수 있으므로, 화학적 반응에 따른 기계적 변위를 이용하는 원리는 동일하지만 다양한 화학, 생화학 센서로의 변경 적용이 매우 용이하며, 따라서 산업상 이용 분야가 특정하게 한정되지 않고 산업 전반에 걸쳐 다양한 형태로 응용 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서를 평면에서 바라본 도면.
도 3은 도 1에 따른 위험물질 감지센서의 작동 상태도.
도 4는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서에 대한 변형예.
도 5는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서에 대한 다른 변형예.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서를 다양한 농도의 수소 분위기에 노출시켰을 때 저항 변화를 측정한 실험 데이터.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서 제조를 위한 상세 공정도.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서를 포함하여 구현되는 실시간 위험물질 경보장치의 블록 구성도.
도 2는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서를 평면에서 바라본 도면.
도 3은 도 1에 따른 위험물질 감지센서의 작동 상태도.
도 4는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서에 대한 변형예.
도 5는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서에 대한 다른 변형예.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서를 다양한 농도의 수소 분위기에 노출시켰을 때 저항 변화를 측정한 실험 데이터.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서 제조를 위한 상세 공정도.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서를 포함하여 구현되는 실시간 위험물질 경보장치의 블록 구성도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 이하에서 전극의 '자유단'은 각 전극의 기판에 고정된 부분의 반대편에 위치한 부분으로서, 구속되지 않고 자유롭게 유동 가능한 부분으로 정의하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 일 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서를 평면에서 바라본 도면으로, 이를 참조하여 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 일 실시예의 구성에 대해 먼저 살펴보기로 하되, 전극에 반응물질로서 팔라듐을 증착 처리한 구성을 예로 들어 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 상기 위험물질 감지센서는, 기판(10)을 구비하며, 기판(10)에 형성되고 (+)(-) 전원이 각각 연결되는 제1 전극(20)과 제2 전극(30)을 포함한다. 기판(10)은 실리콘 층 위에 절연막(SiO2)으로 중간층을 형성하고 그 위에 실리콘 층을 성장시킨 샌드위치 구조의 SOI(Silicon-on-insulator)일 수 있으며, 전극(20)(30)은 기판(10)을 일정 패턴으로 식각함으로써 기판(10) 상으로 형성되는 규소 전극이다.
제1 전극(20)과 제2 전극(30)은 기판(10)의 중간층(15) 상에 상호 이격된 상태로 고정점을 형성하고 절연막으로부터 이격된 위치에 자유단(22)이 위치한 구성의 외팔보 구성을 갖고, 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 자유단(32)에는 상호 일정 면적으로 접촉하는 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)이 형성되어 있으며, 제1 전극(20) 또는 제2 전극(30) 중 어느 한 전극 일면에는 반응물질(50)이 코팅되어 있다.
제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)은 각각의 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)이 상호 저항 접촉(ohmic contact)을 이루도록 중첩구간을 형성한 배열(Array)로 구성하는 것이 바람직하나, 각각의 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 사이에 미세한 간극이 존재하도록 구성하여 감지대상물질과 반응하지 않을 때 대기 전력 소모가 없는 센서로 구현할 수도 있다.
물론, 각각의 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 사이에 미세한 간극을 형성시킨 구성은, 도 1 내지 도 2의 바람직한 실시예 및 후술하게 될 도 4의 변형예를 통해 도시한 바와 같이, 두 전극이 평행하게 마주하면서 전극 바깥쪽 면에 반응물질(50)이 증착 처리되어 화학 반응에 따라 두 전극의 자유단(22)(32)이 서로 가까워지는 방향으로 변위하는 구성에 한하여 적용될 수 있다.
탄소나노튜브 배열(40a)(40b)을 구성하는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브 또는 다중벽 탄소나노튜브가 모두 적용될 수 있으나, 단일벽 탄소나노튜브로 구성하는 경우에는 도체와 반도체를 분리하는 번거로운 과정이 요구되므로 다중벽 탄소나노튜브를 적용하는 것이 바람직하며, 이때 탄소나노튜브 길이는 5㎛ ~ 10㎛ 정도 길이가 바람직하다.
반응물질(50)은 감지대상물질이 예컨대 수소인 경우, 수소 분위기에서 화학반응을 일으켜 팽창하는 특성을 갖는 팔라듐(Pd, Paladium)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 감지대상물질의 종류에 따라 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 등이 다양하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 사용 목적에 따라 다양한 센서로 구현할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 간 배치방향이 서로 평행하며 자유단(22)(32)의 위치가 같고, 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 마주하는 면 반대쪽에 있는 면 중 어느 한 면에 반응물질(50)(팔라듐)이 코팅처리 된 구성을 나타내고 있다(도면에서는 제1 전극(20) 바깥쪽 면에 반응물질(50)이 코팅된 구성을 예시 하고 있음).
상기한 구성의 위험물질 감지센서는 도 3과 같이, 감지대상물질인 수소의 화학적 반응으로 전극 일면에 코팅된 반응물질(50, 팔라듐)이 팽창하게 되고, 반응물질(50)이 코팅 처리된 제1 전극(20)의 자유단(22)이 제2 전극(30)의 자유단(32)과 가까워지는 방향으로 기계적 변위가 있는 때 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 간 접촉 개수 증가로 인한 저항의 감소를 인식해 수소를 감지하게 되는 것이다.
도 4는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서의 변형예로서, 제1 전극(20) 바깥쪽 면에만 반응물질(50)을 증착시킨 상기한 구성과는 다르게, 서로 평행한 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 바깥쪽에 위치한 면 모두에 반응물질(50)을 증착시킴으로써, 화학 반응이 일어난 때 서로 가까워지는 방향으로 두 전극이 동시에 변위되게 하여 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 간 접촉이 증대되도록 한 것이다.
도 5는 도 1에 나타난 위험물질 감지센서의 다른 변형예로서, 배치방향이 서로 평행한 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 서로 마주하는 면 모두에 반응물질(50)을 증착시켜, 화학 반응이 일어난 때 서로 멀어지는 방향으로 두 전극이 동시에 변위되도록 하여 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 간 접촉 개수 감소로 인한 저항의 증가로서 수소를 감지하도록 한 것이다.
도면을 통해 구체적으로 예시하고 있지는 않지만, 도 1에 대한 또 다른 변형예로서 상기한 도 5의 구성에서 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 서로 마주하는 면 중 어느 한 면에만 반응물질(50)을 증착시키는 변형 역시 가능하므로, 이 또한 본 발명의 범주에 포함될 수 있음은 해당 기술이 속한 분야의 당업자라면 충분히 알 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 위험물질 감지센서의 바람직한 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6을 통해 나타낸 다른 실시예에 따른 위험물질 감지센서는, 두 전극 간 배치방향이 평행한 전술한 일 실시예에 따른 위험물질 감지센서의 구성과는 다르게, 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 간 배치방향이 서로 직교하며, 각각의 자유단(22)(32)은 두 전극이 수직으로 만나는 교차점 위치에 존재하도록 한 구성을 이루고 있다.
다른 실시예에서 두 전극의 자유단(22)(32)에 형성되는 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)의 배열방향은 수평이며, 두 전극 중 수직으로 배치된 전극의 어느 한 일면에 만 반응물질(50)이 코팅되어 있다. 이때 일 실시예의 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 자유단(22)(32)에 형성된 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)은 상호 저항 접촉(ohmic contact)을 이루도록 중첩되는 배열(Array)을 이룬다.
이와 같은 다른 실시예는, 감지대상물질인 수소의 화학적 반응으로 전극 일면에 코팅된 반응물질(50)(팔라듐)이 팽창하면, 반응물질(50)이 코팅 처리된 제1 전극(20)의 자유단(22)이 제2 전극(30)의 자유단(32)에 대해 수평방향으로 기계적 변위가 발생하고, 이때 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)의 접촉 간 미끄럼에 의한 접촉 개수 감소로 인한 저항의 증가를 인식해 수소를 감지하는 것이다.
도 7은 상기한 일 측면에 따른 감지센서(반응물질로서 팔라듐을 적용한 수소 감지센서인 경우)를 다양한 농도의 수소 분위기에 노출시켰을 때 저항 변화를 측정한 실험 데이터이다.
도 7을 보면, 0.05 ~ 0.5%까지의 다양한 농도의 수소 분위기에 노출된 상태에서 저항이 변화하는 경향을 보이는 것을 명확히 확인할 수 있으며, 최소감지농도가 0.05% (500 ppm)로 낮은 것을 확인할 수 있고, 0.5%의 저농도 수소에 노출될 때 약 10초 정도로 매우 빠른 반응 속도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 실험 결과로 미루어, 본 발명의 일 측면에 따른 감지센서는 기계적 변위에 대해 매우 민감한 저항 변화 특성을 갖는 탄소나노튜브 배열을 감지부로 적용함으로써, 농도가 매우 낮은 수소 분위기에서도 이를 신속하고 정확하게 감지할 수 있을 정도로 정밀도가 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
다음은 상기한 일 측면에 따른 위험물질 감지센서 제조과정에 대해 살펴보기로 한다.
도 8은 일 측면에 따른 위험물질 감지센서 제조를 위한 상세 공정도를 나타내고 있다. 이를 참조해 일 측면에 따른 위험물질 감지센서 제조방법을 설명함에 있어 도 2의 감지센서를 A-A'선 방향으로 절단하여 보여지는 단면을 참고하여 설명하기로 하되, 기판 중간층을 기준으로 위, 아래의 실리콘층을 소자 제작층과 핸들링층으로 명명하여 설명하기로 한다.
상기한 위험물질 감지센서를 제조함에 있어서는 먼저, 도 8의 (a)에서 (f)를 통해 도시한 바와 같이, 리소그래피를 이용하여 SOI (Silicon-on-insulator) 기판 상부의 소자 제작층에는 감광제를 패터닝하고, 기판 하부의 핸들링층에는 알루미늄을 증착한 뒤 리소그래피 후 식각 공정을 통하여 알루미늄 마스크를 형성한다.
이때 핸들링층에 대한 알루미늄 증착에 있어서는 플라즈마와 열을 이용하여 알루미늄 박막을 형성하는 기상 증착법이 이용될 수 있으며, 증착된 알루미늄의 식각은 알루미늄 식각 용액에 침지시키는 방법이 이용될 수 있다. 그리고 알루미늄 식각 후 알루미늄 표면의 감광제는 산소 플라즈마를 이용하여 제거할 수 있다.
핸들링층에 알루미늄 마스크를 형성하고 소자 제작층에 감광제 패터닝 한 후에는, (g)~(k)와 같이 심도반응성이온식각(DRIE) 공정을 이용하여 상기 소자 제작층을 식각해 제1 전극과 제2 전극으로 구분되는 전극 구조를 형성하고 알루미늄 마스크가 형성된 핸들링층을 식각하며, 감광제와 알루미늄 마스크 및 기판 중간층(이산화규소)를 습식 식각을 통해 제거하게 된다.
계속해서 (i)~(n)과 같이, 소자 제작층에 의한 전극 위에 쉐도우마스크를 정렬한 뒤 상기 소자 제작층 식각을 통해 형성된 제1전극의 자유단과 제2 전극의 자유단에 탄소나노튜브의 합성에 이용될 철 촉매를 기상 증착하며, 쉐도우마스크 분리 후 열화학기상증착법을 이용하여 상기 철 촉매 상에 탄소나노튜브를 합성하게 된다.
탄소나노튜브 합성이 완료되면, (o)와 같이 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극의 측면이 노출되도록 쉐도우마스크를 정렬하고 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극 일면에 (p)의 도시와 같이 반응물질을 증착한 후 상기 쉐도우마스크를 분리((q) 단계)함으로써 감지센서 제조가 완료되는 것이다.
이때 탄소나노튜브를 합성함에 있어서는 앞서 설명했듯이 아세틸렌을 전구물질로 이용한 열화학기상증착을 통해 탄소나노튜브를 일괄 배열할 수도 있으며, 이와는 다르게, 집속이온빔을 이용한 패터닝 후 합성을 통해 단위 탄소나노튜브 간 접촉이 집적된 형태로 합성시킬 수도 있다.
그리고 반응물질이 팔라듐(Pd)인 때에는, 전자빔 증착, 기상 증착(sputter), 도금 중 선택된 어느 하나의 방법을 통해 전극 일면에 증착 처리하며, 반응물질이 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 중 선택된 어느 하나인 때에는, 상기 기상 증착(sputter)과 도금은 물론 액상코팅 등을 이용해 증착시킬 수 있다.
한편, 도 9는 상기한 제조방법을 통해 제조되는 일 측면에 따른 위험물질 감지센서를 포함하여 구현될 수 있는 실시간 위험물질 경보장치의 블록 구성도로서, 일 측면에 따른 상기한 감지센서를 이용하면, 도 9를 통해 개략적으로 나타낸 바와 같이, 실시간으로 위험물질을 감지하여 사용자에게 인식 가능하게 표출하는 경보장치를 구현할 수 있다.
경보장치는 구체적으로, 전원공급을 위한 전원부(1), 상기한 위험물질 감지센서로 이루어진 센싱부(2), 센싱부가 검출한 전류의 크기로부터 계산된 저항 값의 변화를 통해 감도를 계산하고 기준 감도와의 비교를 통해 위험물질 감지 여부를 판단하는 연산처리부(3), 연산처리부(3) 판단 결과 위험물질이 감지된 때 사용자가 인식 가능하게 표출하는 표출부(4)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반응물질이 코팅 처리된 전극의 기계적 변위에 대해 매우 민감한 저항 변화 특성을 갖는 탄소나노튜브 배열을 감지부로 적용하여 센서를 구성함으로써, 감지대상물질이 극히 낮은 농도로 분포하는 경우라도 전극 변위에 따른 탄노나노튜브 배열 간 접촉 저항 변화를 이용해 이를 정확하게 감지할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예와 같이 팔라듐을 반응물질로 적용한 경우, 팔라듐이 수소와 반응하여 물리적 팽창이 발생했을 때 전극의 기계적 변위에 따른 상기 탄소나노튜브 배열 간 미세한 접촉 면적 변화와 그에 따른 저항 값 증감을 이용해 수소를 감지함으로써, 저농도 수소 분위기에 노출되더라도 이를 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 상온에서 물질 감지가 가능하므로 전력 소모가 적고, 구성이 간단하면서 일괄공정을 통해 제조 가능하므로 대량 생산에 있어 유리하며, 외부에서 발생한 변위에 대해 매우 민감한 저항 변화를 갖는 탄소나노튜브 배열을 갖는 감지센서를 센싱부로 적용하는 것을 통해 고성능의 위험물질 경보장치를 구현할 수 있다는 장점 또한 있다.
더욱이, 전극에 증착시키는 반응물질의 종류에 따라 감지대상물질이 달라질 수 있으므로, 화학적 반응에 따른 기계적 변위를 이용하는 원리는 동일하지만 다양한 화학, 생화학 센서로의 변경 적용이 매우 용이하며, 따라서 산업상 이용 분야가 특정하게 한정되지 않고 산업 전반에 걸쳐 다양한 형태로 응용 가능하다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 전원부 2 : 센싱부
3 : 연산처리부 4 : 표출부
10 : 기판 15 : 중간층
20 : 제1 전극 30 : 제2 전극
22 , 32 : 자유단
40a, 40b : 탄소나노튜브 배열 50 : 반응물질
3 : 연산처리부 4 : 표출부
10 : 기판 15 : 중간층
20 : 제1 전극 30 : 제2 전극
22 , 32 : 자유단
40a, 40b : 탄소나노튜브 배열 50 : 반응물질
Claims (19)
- 기판(10);
기판(10)에 일측이 고정된 제1 전극(20);
기판(10)에 일측이 고정되고 기판(10) 상에서 상기 제1 전극(20)과 이격된 제2 전극(30);
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 기판에 고정된 부분의 반대편 쪽 자유단(22)(32)에 형성된 탄소나노튜브 배열(40a)(40b); 및
제1 전극(20) 또는 제2 전극(30) 중 적어도 어느 한 전극의 일면에 코팅 처리된 반응물질(50);을 포함하고,
반응물질(50)은 감지대상물질과의 화학적 반응으로 수축 또는 팽창될 수 있으며, 반응물질(50)의 수축 또는 팽창에 따라 반응물질(50)이 코팅 처리된 전극이 기계적으로 변위되고 상기 탄소나노튜브 배열 간 접촉 저항이 변화하는 위험물질 감지센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 간 배치방향이 서로 평행하며 자유단(22)(32)의 위치가 같은 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 마주하는 어느 한 면에 반응물질(50)이 코팅처리 된 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 마주하는 면 모두에 반응물질(50)이 코팅처리 된 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 마주하는 면의 반대편 면 중 어느 한 면에 반응물질(50)이 코팅처리 된 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 마주하는 면의 반대편 면 모두에 반응물질(50)이 코팅처리 된 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 자유단(22)(32)에 형성된 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)은 서로 접촉하여 일정 중첩구간을 형성한 위험물질 감지센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 자유단(22)(32)에 형성된 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)은 서로 일정 간극을 두고 이격된 위험물질 감지센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 간 배치방향이 서로 직교하며 각각의 자유단(22)(32)은 두 전극이 수직으로 만나는 교차점 위치에 존재하는 위험물질 감지센서.
- 제 9 항에 있어서,
서로 직교하는 두 전극(20)(30) 자유단(22)(32)의 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)의 배열방향은 수평이며,
두 전극(20)(30) 중 수직으로 배치된 전극의 어느 한 일면에 반응물질(50)이 코팅처리 된 위험물질 감지센서.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 자유단(22)(32)에 형성된 탄소나노튜브 배열(40a)(40b)은 서로 접촉하여 일정 중첩구간을 형성한 위험물질 감지센서.
- 제 1 항에 있어서,
반응물질(50)은 수소와 반응하는 팔라듐(Pd)인 것을 특징으로 하는 위험물질 감지센서.
- 제 1 항에 있어서,
반응물질(50)은 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 중 선택된 어느 하나인 위험물질 감지센서.
- (a) 리소그래피를 이용하여 SOI (Silicon-on-insulator) 기판 상부의 소자 제작층에 감광제를 패터닝하고, 기판 하부의 핸들링층에는 알루미늄을 증착한 뒤 리소그래피 후 식각 공정을 통하여 알루미늄 마스크를 형성하는 단계;
(b) 심도반응성이온식각 공정을 이용하여 상기 소자 제작층을 식각해 제1 전극과 제2 전극으로 구분되는 전극 구조를 형성하고 알루미늄 마스크가 형성된 핸들링층을 식각하며, 감광제와 알루미늄 마스크 및 기판 중간층(이산화규소)을 습식 식각으로 제거하는 단계;
(c) 쉐도우마스크를 정렬하여 상기 소자 제작층 식각을 통해 형성된 상기 제1전극과 제2 전극의 마주하는 일측 단부에 탄소나노튜브의 합성에 이용될 철 촉매를 기상 증착하고, 철 촉매 상에 탄소나노튜브를 합성하는 단계; 및
(d) 쉐도우마스크를 정렬하여 제1 전극 또는 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극 일면에 반응물질을 증착하는 단계;를 포함하는 위험물질 감지센서 제조방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계에서 아세틸렌을 전구물질로 이용한 열화학기상증착을 통해 탄소나노튜브를 일괄 배열하는 위험물질 감지센서 제조방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계에서 집속이온빔을 이용한 패터닝 후 합성을 통해 단위 탄소나노튜브 간 접촉이 집적된 형태로 합성하는 위험물질 감지센서 제조방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 반응물질은 팔라듐(Pd)이며, 전자빔 증착, 기상 증착(sputter), 도금 중 선택된 어느 하나의 방법을 통해 전극 일면에 증착 처리하는 위험물질 감지센서 제조방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 반응물질은 폴리이미드(Polyimide), 금(Au), 펩티드 중 선택된 어느 하나이고, 기상 증착(sputter), 도금, 액상코팅 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용해 전극 일면에 증착 처리하는 위험물질 감지센서 제조방법.
- 전원공급을 위한 전원부(1);
감지대상물질과의 화학적 반응에 의한 반응물질의 수축 또는 팽창에 따라 반응물질(50)이 코팅 처리된 전극이 기계적으로 변위되고 탄소나노튜브 배열(40a)(40b) 간 접촉 면적이 변화하는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 기재된 위험물질 감지센서로 이루어진 센싱부(2);
센싱부(2)에서 검출된 전류의 크기로부터 계산된 저항 값의 변화를 통해 감도(sensitivity)를 계산하고 미리 입력된 기준 감도와의 비교를 통해 위험물질 감지 여부를 판단하는 연산 처리부(3); 및
연산 처리부(3) 판단 결과 위험물질이 감지된 것으로 판단된 때 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출부(4);를 포함하는 실시간 위험물질 경보장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020130053272A KR101431625B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치 |
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| KR1020130053272A KR101431625B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치 |
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| KR1020130053272A KR101431625B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치 |
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| KR (1) | KR101431625B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170022751A (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 유해 물질 감지 센서, 센서 패키지 및 이의 유해 물질 감지 방법 |
| KR20210098131A (ko) * | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 한국과학기술연구원 | 수직 구조 나노갭을 가지는 수소 센서 및 그 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227808A (ja) | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Koyo Seiko Co Ltd | カーボンナノチューブを用いたセンサ |
| JP2006119021A (ja) | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Fujitsu Ltd | センサ装置 |
| KR20110075841A (ko) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | 연세대학교 산학협력단 | 수소 센서 및 그 제조방법 |
| KR20120131483A (ko) * | 2011-05-25 | 2012-12-05 | 연세대학교 산학협력단 | 공중부유형 탄소나노튜브를 이용하는 가스센서 제작방법, 그 방법으로 제작된 탄소나노튜브 나노구조체 및 가스센서 |
-
2013
- 2013-05-10 KR KR1020130053272A patent/KR101431625B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227808A (ja) | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Koyo Seiko Co Ltd | カーボンナノチューブを用いたセンサ |
| JP2006119021A (ja) | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Fujitsu Ltd | センサ装置 |
| KR20110075841A (ko) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | 연세대학교 산학협력단 | 수소 센서 및 그 제조방법 |
| KR20120131483A (ko) * | 2011-05-25 | 2012-12-05 | 연세대학교 산학협력단 | 공중부유형 탄소나노튜브를 이용하는 가스센서 제작방법, 그 방법으로 제작된 탄소나노튜브 나노구조체 및 가스센서 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170022751A (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 유해 물질 감지 센서, 센서 패키지 및 이의 유해 물질 감지 방법 |
| KR102345029B1 (ko) | 2015-08-21 | 2021-12-28 | 엘지이노텍 주식회사 | 유해 물질 감지 센서, 센서 패키지 및 이의 유해 물질 감지 방법 |
| KR20210098131A (ko) * | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 한국과학기술연구원 | 수직 구조 나노갭을 가지는 수소 센서 및 그 제조방법 |
| KR102300800B1 (ko) | 2020-01-31 | 2021-09-13 | 한국과학기술연구원 | 수직 구조 나노갭을 가지는 수소 센서 및 그 제조방법 |
| US11946920B2 (en) | 2020-01-31 | 2024-04-02 | Korea Institute Of Science And Technology | Hydrogen sensor having vertical nanogap structure and method for manufacturing the same |
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